O efeito quântico converte a energia ambiente diretamente em eletricidade

A equipa internacional, liderada pelo Professor Dongchen Qi da Escola de Química e Física da QUT e pelo Professor Xiao Renshaw Wang da Universidade Tecnológica de Nanyang em Singapura, estudou o mecanismo que rege o chamado efeito Hall não linear (NLHE).

Ao contrário do efeito Hall clássico, esta versão quântica permite que sinais eléctricos alternados, como os que se encontram em fontes de energia sem fios ou ambientais, sejam convertidos diretamente em corrente contínua utilizável sem a necessidade dos díodos tradicionais ou de componentes volumosos.

"O NLHE é um fenómeno quântico sofisticado da física da matéria condensada em que se gera uma tensão perpendicular a uma corrente alternada aplicada, mesmo na ausência de um campo magnético", afirmou o Professor Qi.

"Este efeito permite-nos converter sinais alternados diretamente em corrente contínua, que é o que é necessário para alimentar dispositivos electrónicos. Em princípio, isto significa que os sensores ou chips podem funcionar sem baterias, retirando energia do seu ambiente".

A equipa estudou um material topológico de alta qualidade conhecido pelas suas propriedades electrónicas invulgares e descobriu que o NLHE permanece estável até à temperatura ambiente.

Verificou-se também que a direção e a intensidade da tensão gerada são controladas pela temperatura.

A baixas temperaturas, as pequenas imperfeições do material dominavam o comportamento. À medida que o material aquecia, as vibrações naturais da rede cristalina assumiam o controlo, fazendo com que o sinal elétrico mudasse de direção.

"Quando se compreende o que está a acontecer no interior do material, é possível conceber dispositivos que tirem partido disso", afirmou o Professor Qi.

"É nessa altura que os efeitos quânticos deixam de ser abstractos e começam a ser úteis - apoiando futuras aplicações que vão desde sensores auto-alimentados e tecnologia vestível a componentes ultra-rápidos para redes sem fios da próxima geração".