Fabricación y caracterización de nanocompuestos de perovskita de ZnSnO3 para sensores electromecánicos flexibles

Abstract

En la electrónica moderna esta muy expandido el uso de sensores y nanogeneradores flexibles capaces de auto-alimentarse o suministrar energía a otros sistemas. Para el desarrollo de estas tecnologías es necesario el estudio de diferentes materiales, que cuenten con las propiedades optimas para desarrollar estas tecnologías. El presente trabajo busca caracterizar uno de estos materiales, el ZnSnO_{3}, con tal de probar su eficiencia en el desarrollo de sensores electromecánicos flexibles.

Para esto se procedió primero con la sintetización del ZnSnO_{3}, mediante 5 métodos diferentes utilizando procesos hidrotermales y de calcinación. Estas muestras fueron analizadas mediante difracción de rayos x y microscopia SEM, con tal de definir la estructura y composición del material, comparando los resultados de el patrón de difracción con el estándar JCPDS No 11-0274. Con la muestra que mejores resultados obtuvo, se procedió a fabricar un film compuesto en base de PVDF y diferentes concentraciones de ZnSnO_{3}, utilizando un proceso de solution casting. A estos films se les realizo un ensayo de tracción con el fin de determinar sus propiedades mecánicas, tanto del compuesto como del material que lo integra. Finalmente fabricaron sensores piezoeléctricos utilizando los films anteriores, con tal de probar su respuesta piezoeléctrica a un esfuerzo, aplicado a través de un lápiz.

De estas pruebas se obtuvo que, la muestra dopada con 10% de ZnSnO_{3} presento las mejores propiedades mecánicas, con un modulo de young de 83,31 (MPa) y una respuesta piezoeléctrica de 5 volts peak to peak.