Представьте себе, что любые гаджеты – от мобильного телефона до карманного компьютера – можно будет заряжать буквально легким движением руки, или небольшой прогулкой? Энергию встроенный наногенератор будет вырабатывать из медленных колебаний: об аккумуляторе и розетках можно забыть.

Схема, изображающая гибридный наногенератор, состоящий из микроволокон и нанонитей, вырабатывающих ток при изгибании


Чжон Линь Ван и его гибкие генераторы из нанонитей ZnO


Иллюстрация сверху – еще одна схема системы, а микрофотография внизу показывает, как выглядит действующий прототип

В своей новой разработке ученые во главе с американским профессором Чжон Линь Ваном (Zhong Lin Wang) используют генератор, превращающий механическую энергию (которую может получать из самых разных движений тела и даже из кровотока) в электрическую, которую могут использовать многочисленные портативные устройства. Возможные области применения такой системы даже перечислить трудно: помимо мобильной электроники, питаться от подобных аккумуляторов смогут медицинские датчики или современные помощники солдат.

Энергию генератор получает из медленных колебаний, которые создает любое движение, будь то перемещение ног, сердцебиение или колыхание воздуха с ветром. Эти колебания улавливают тончайшие (диаметром в 5 тыс. раз тоньше человеческого волоса) нанонити проводящего оксида цинка (ZnO). Этот материал обладает свойствами пьезоэлектрика , то есть создает электрический ток под воздействием механического стресса – натяжения, изгиба и т.д.

Чжон Линь Ван рассказал, что его группой был проведен предварительный анализ, который показал, что если и стоит работать над созданием устройств, вырабатывающих энергию из движения, то оно будет эффективным только, если способно использовать медленные колебания (об одном устройстве, которое работает на быстрых вибрациях, мы рассказывали в заметке « Сила встряски »). Другое преимущество нанонитей из ZnO состоит в том, что, используя современные технологии, довольно большой их массив можно достаточно легко вырастить на самых разных поверхностях, включая металлы, керамику, полимеры и даже ткани. «Будучи весьма простой, - поясняет Чжон Линь Ван, - технология позволяет вырабатывать энергию при любых обстоятельствах, так долго, пока продолжается движение».

Он также отметил, что к сегодняшнему дню имеется крайне ограниченный набор методов для выработки энергии на наноурвне – и это несмотря на все возрастающую потребность в них для создания полноценных наноустройств. Они пригодятся и для военных, чтобы снабдить солдат самыми современными средствами, и для экологов, которые смогут постоянно следить за состоянием окружающей среды, и для медиков, которые получать прекрасные инструменты для диагностики и лечения, и… впрочем, мы уже говорили, что перспективных направлений у новой разработки – не счесть.

По публикации PhysOrg.Com