Geometrically polarized architected dielectrics with apparent piezoelectricity
Títol de la revista
ISSN de la revista
Títol del volum
Col·laborador
Editor
Tribunal avaluador
Realitzat a/amb
Tipus de document
Data publicació
Editor
Condicions d'accés
Llicència
Publicacions relacionades
Datasets relacionats
Projecte CCD
Abstract
Through the suitable geometry of a repeating unit, a metamaterial can exhibit a property not present in the base material. Here, we propose a class of low area-fraction, bending-dominated metamaterials that exhibit apparent piezoelectricity, even though the base material is not piezoelectric. The proposed metamaterials exploit a universal electromechanical coupling operative at sub-micron scales, flexoelectricity, and upscale it to the macro-scale through geometrically-polarized material architecture. We quantify the apparent piezoresponse thanks to accurate simulations of continuum flexoelectricity. We characterize how apparent piezoelectricity depends on lattice geometry, orientation, feature size and area fraction. We find that if the base material is a good flexoelectric, then our low area-fraction designs exhibit piezoelectric couplings comparable to the best piezoelectric ceramics in bulk. More generally, our work provides the rules to endow any dielectric metamaterial with apparent piezoelectricity, hence enabling non-toxic, environmentally friendly and biocompatible materials for electromechanical transduction.
Descripció
Persones/entitats
Document relacionat
Versió de
Citació
Ajut
Forma part
Dipòsit legal
ISBN
ISSN
Versió de l'editor
Altres identificadors
Referències
Col·leccions
Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental - Articles de revista
Doctorat en Matemàtica Aplicada - Articles de revista
LACÀN - Mètodes Numèrics en Ciències Aplicades i Enginyeria - Articles de revista
CIMNE - Centre Internacional de Mètodes Numèrics en Enginyeria - Articles de revista




