Was ist ein piezoelektrischer Film?

Der piezoelektrische Film besteht aus zahlreichen winzigen ineinandergreifenden Kristalldomänen, die sowohl positive als auch negative Ladungen aufweisen. Bei Druck oder mechanischer Belastung kann der Film eine Spannung im Verhältnis zum Ausmaß der Kompression erzeugen. Dies macht die Folie zu einem hervorragenden Dehnungsmessstreifen. Der piezoelektrische Effekt ist seit dem späten 19. Jahrhundert bekannt, aber moderne Technologie hat fortschrittliche Technik verwendet, um diesen Film in Sicherheit, Tonerzeugung und medizinischen Geräten effektiv zu nutzen.

Während ihrer Forschungen in den 1880er Jahren entdeckten Pierre und Jacque Curie, dass bestimmte kristalline und keramische Strukturen beim Pressen einen elektrischen Strom erzeugten. Auch wenn ein elektrischer Strom in das Material floss, würde es vibrieren. Diese Art von Elektrizität wurde als Piezoelektrizität bekannt. Piezo kommt vom griechischen Wort pizein, was soviel wie zusammendrücken oder festdrücken bedeutet.

Wenn Druck auf den piezoelektrischen Film ausgeübt wird, wird Strom erzeugt. Ein Vergleich könnte mit einem Schwamm gezogen werden, der Wasser aufgenommen hat. Wenn durch Zusammendrücken Druck auf den Schwamm ausgeübt wird, tritt Wasser aus. Ebenso kann ein kleines Stück piezoelektrischer Folie beim Zusammendrücken Tausende von Volt Elektrizität erzeugen.

Piezoelektrischer Film wird hauptsächlich als Wandler verwendet – ein Gerät, das eine Energieform in eine andere umwandelt. Diese Eigenschaft wurde in Sicherheitsvorrichtungen ausgiebig genutzt. Diese Folie wurde beispielsweise als Weckschalter für Autoalarmanlagen verwendet. Viele Maschinen mit sensiblen Daten verwenden diesen Film als Teil ihres technologischen Sicherheitssystems. Beispiele hierfür sind Geldautomaten, Verkaufsautomaten für den Einzelhandel, PIN-Nummernblöcke und Computersysteme, die beim globalen oder Online-Banking verwendet werden.

Wenn ein piezoelektrischer Film in ein Koaxialkabel eingesetzt wird, wird er verwendet, um die Sicherheit von Regierungsgebäuden, Kraftwerken, Flughäfen und Gefängnissen zu gewährleisten. Manchmal wird das Kabel in einen Maschendrahtzaun gelegt, wo es als Begrenzungsmikrofon fungiert. Zu anderen Zeiten wird das Kabel um die Anlage herum vergraben. Es kann eine sichere Methode zur Erkennung von Personen- oder Autoverkehr bieten.

Da immer mehr Menschen Laptops oder andere tragbare elektronische Geräte verwenden, bietet piezoelektrische Folie eine kostengünstige Möglichkeit, Dateien zu schützen. Wenn beispielsweise ein Laptop versehentlich fallen gelassen wird, kann der Schreib-/Lesekopf aus der Spur geraten und benötigte Dateien können überschrieben werden oder verloren gehen. Um dies zu verhindern, spürt der Film im Laptop den Schock und sendet eine Nachricht an einen Controller, um das Schreiben von Daten zu stoppen.
Der medizinische Beruf hat auch Verwendungen für piezoelektrische Folien gefunden, insbesondere für Folien aus Polyvinylidenfluorid (PVDF). Aus dieser Folie wird beispielsweise das Kontaktmikrofon eines elektronischen Stethoskops hergestellt. Eine neue Technologie verwendet die Folie in einer Unterlage, die unter den Patienten gelegt wird, während er oder sie im Bett liegt. Das Pad kann sowohl Herzfrequenz als auch Atmung messen und eine elektronische Nachricht senden. Dies befreit den Patienten davon, mit Kabeln an Maschinen angeschlossen zu werden.