Silnik piezoelektryczny to urządzenie, które wytwarza ruch, gdy pole elektryczne powoduje ruch w niektórych kryształach lub materiałach wykonanych przez człowieka. Piezoelektryczność została po raz pierwszy zademonstrowana w latach 1880. XIX wieku, kiedy odkryto, że kryształy kwarcu wytwarzają prądy elektryczne pod wpływem naprężeń poprzez ich uderzanie lub ściskanie. Efekt ten jest przeciwieństwem tego, co napędza silnik piezoelektryczny, w którym energia elektryczna jest wykorzystywana do wywoływania ruchu materiału wrażliwego na pole elektryczne.
Zapotrzebowanie na te silniki wzrosło pod koniec XX wieku wraz ze wzrostem zapotrzebowania na miniaturyzację. Standardowe silniki elektryczne mają praktyczny limit minimalnej wielkości, poniżej którego nie mogą działać niezawodnie. Silnik piezoelektryczny może być wykonany w miniaturowej skali, zapewnia precyzyjny ruch w bardzo małych krokach i zużywa bardzo mało energii podczas pracy lub w spoczynku.
W silniku piezo jest bardzo mało części. Oscylator wysokiej częstotliwości zapewnia częstotliwość wzbudzającą materiał piezoelektryczny. Ten materiał zmieni kształt w oparciu o jego właściwości krystaliczne. Powstały ruch powoduje, że materiał wchodzi w kontakt z suwakiem lub rolką.
Suwak lub rolka jest pokryta miękką gumą lub polimerem, zwaną powłoką cierną, która umożliwia chwytanie i przesuwanie materiału piezoelektrycznego. Za każdym razem, gdy oscylator wytwarza impuls częstotliwości, materiał jest wzbudzany i porusza się. Powoduje to ruch suwaka lub rolki.
Silnik piezoelektryczny wykorzystuje ten efekt, szybko włączając i wyłączając częstotliwość oscylacji. Każdy impuls tworzy niewielki, ale dobrze zdefiniowany ruch materiału piezoelektrycznego, a szybkie cykle częstotliwości tworzą ciągły ruch. Slajdy mogą zastąpić wirniki w ruchu do przodu i do tyłu, który może działać jak przełącznik.
Największą zaletą tych silników była miniaturyzacja. Są też inne zalety, w tym niskie zapotrzebowanie na energię i niewielka potrzeba konserwacji. Silnik piezoelektryczny jest również stosunkowo odporny na zakłócenia magnetyczne i elektryczne, ponieważ struktura kryształu wymaga określonych częstotliwości do wytworzenia ruchu.
Naturalne kryształy, w tym kwarc i turmalin, mogą zapewnić właściwości piezoelektryczne. Powszechnie stosuje się ceramikę na bazie tytanu i innych minerałów. Niektóre polimery oparte na technologii fluoropolimerów mogą również wykazywać właściwości piezoelektryczne.
Standardowy silnik elektryczny może zapewnić wysoką prędkość przy niskim momencie obrotowym, czyli sile skręcającej, która powoduje obrót. Z drugiej strony silniki piezoelektryczne działają z niższymi prędkościami, ale mają wysoki moment obrotowy jak na swój rozmiar. Ponadto mogą zapewnić bardzo precyzyjne ruchy, które nie są możliwe w przypadku silników elektrycznych. Zdolność do miniaturyzacji do nanoskali lub rozmiarów mikroskopowych pozwala na ich zastosowanie w wielu różnych zastosowaniach medycznych, przemysłowych i konsumenckich.