Un protocolo de «mejores prácticas» para investigadores desarrollo de materiales piezoeléctricos ha sido desarrollado por científicos, una primicia en este campo tecnológico de vanguardia.
Una impresión artística de la generación de electricidad en un recolector de energía piezoeléctrico hecho de nanofibras piezoeléctricas. Crédito de la imagen: Katharina Maisenbacher, Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros
El protocolo fue desarrollado por un equipo internacional dirigido por físicos de la Universidad de Bath en respuesta a los hallazgos de que los informes experimentales carecen de consistencia.
Los investigadores hicieron el impactante descubrimiento de que nueve de cada 10 artículos científicos pierden información experimental que es crucial para garantizar la reproducibilidad del trabajo informado. Discuten la necesidad urgente de un protocolo estandarizado de investigación de piezoelectricidad en la revista. Nano energía.
El Dr. Morteza Hassanpour Amiri del Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros, Alemania y primer autor del estudio, dijo: “La investigación sobre la piezoelectricidad se ha acelerado en los últimos años, y por una buena razón: los materiales piezoeléctricos generan electricidad cuando se ejerce presión o vibraciones mecánicas, o cuando los toca o los distorsiona. Agregue un circuito y esta electricidad se puede almacenar y luego usar”.
Alta eficiencia de recolección de energía
Debido al enorme potencial de los piezoeléctricos, en los últimos 20 años se ha desarrollado y probado un flujo constante de nuevos materiales y compuestos para determinar su potencial de recolección de energía, y muchos afirman tener una alta eficiencia.
Pero los investigadores, dirigidos por Profesor Kamal Asadi del Departamento de Física, sugieren que estos hallazgos, a veces publicados en revistas de alto calibre, a menudo no incluyen detalles de parámetros experimentales clave. Estos detalles son esenciales para garantizar la reproducibilidad cuando otros equipos de investigación se proponen evaluar o mejorar aún más los materiales presentados de forma independiente.
Al explicar, el profesor Asadi dijo: “La reproducibilidad de los hallazgos de la investigación experimental puede no ser la clave para el éxito de una investigación, pero es la clave para descartar que los hallazgos poco confiables se acepten como un hecho. El entusiasmo por desarrollar un material campeón que muestre un rendimiento impresionante debe ir acompañado de suficientes datos de respaldo”.
Para el estudio, los investigadores de Bath evaluaron 80 trabajos de investigación seleccionados al azar publicados durante las últimas dos décadas sobre dispositivos piezoeléctricos de recolección de energía. En casi el 90 % de estos artículos, faltaban parámetros experimentales esenciales, necesarios para evaluar materiales y dispositivos, lo que hacía que los experimentos fueran difíciles y, a veces, imposibles de reproducir.
La importancia de la reproducibilidad
Ampliando, el profesor Asadi dijo: “Hay tres razones importantes por las que la reproducibilidad es importante: somos científicos y debemos esforzarnos por ser lo más precisos posible; tenemos recursos limitados, por lo que al informar todos los parámetros necesarios que garantizan la reproducibilidad, estamos ayudando a nuestros pares a desarrollar nuestros hallazgos y avanzar en el campo; al ser transparentes, también generamos confianza con el público y con las organizaciones de financiación de la ciencia y los formuladores de políticas, y brindamos una mejor orientación para futuras decisiones ‘grandes’ que pueden afectarnos a todos».
El profesor Asadi, que es un Experto destacado en piezoelectricidad, dice que esta falta de datos está obstaculizando el progreso en el campo, ya que los investigadores no pueden recurrir a la literatura para identificar materiales con el mejor potencial de cosecha y luego desarrollar estos materiales prometedores.
Nuevo protocolo
El nuevo protocolo de Bath sugiere una recopilación y un informe de datos estandarizados. Profesor Chris Bowen del Departamento de Ingeniería Mecánica de Bath, que también participó en este estudio, dijo: «Básicamente, hemos creado pautas que serían útiles para los investigadores en su campo de la piezoelectricidad».
El profesor Asadi tiene la esperanza de que los dispositivos electrónicos alimentados por piezoelectricidad estén en el mercado dentro de los próximos 10 años.
“Es por eso que es importante tener un protocolo estandarizado para reportar datos de investigación para una evaluación cuantitativa de materiales y dispositivos de recolección de energía. Hacerlo permite a los científicos hacer un progreso real basándose en los experimentos de los demás y trabajar hacia un objetivo común: hacer que la piezoelectricidad sea una realidad para cualquiera que desee cargar sus dispositivos de manera más sostenible y sin depender de una fuente de energía tradicional”.
Agregó: «El campo de la recolección de energía piezoeléctrica es un campo realmente emocionante, tiene mucho potencial y grandes científicos están trabajando en él, pero aún es incipiente, por lo que debemos asegurarnos de que avancemos tan bien y tan rápido como sea posible, asegurando los experimentos son reproducibles será crucial, así que espero que la comunidad adopte nuestro protocolo sugerido en general”.
El nuevo protocolo se describe en el papel «Recolectores de energía piezoeléctrica: una evaluación crítica y un informe estandarizado de recolectores vibracionales que producen energía».
Fuente: Universidad de baño
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