Автономные нанобатарейки

 


Чтобы воплотить в жизнь идею создания наносенсоров, внедряемых в организм или другую закрытую систему, автономно работающих там и передающих информацию внешним устройствам, требуется сначала решить проблему обеспечения их энергией. Ученые из Центра по Определению Характеристик Наноструктур (Center for Nanostructure Characterization, Georgia Tech) во главе с профессором Джонг Лин Вангом (Zhong Lin Wang) нашли возможное решение. В основе разработанной ими технологии лежит использование сдвоенных пьезоэлектрических и полупроводящих вискеров, например из оксида цинка, для преобразования механической энергии (гидравлической энергии человеческого тела, энергии вибраций, движения и т.д.) в электричество.



Схематическое изображение наногенератора, построенного с использованием массива вискеров оксида цинка и зигзагообразного электрода. Наногенератор приводится в действие внешним ультразвуковым полем или механическими вибрациями. Наногенератор был создан из вертикально параллельно выстроенных вискеров ZnO, помещенных с небольшим зазором под металлический зигзагообразный электрод. Ультразвуковая волна, проходя через жидкость, инициирует колебания электрода, который в свою очередь сгибает и одновременно заставляет колебаться массив вискеров. Сочетание пьезоэлектрического эффекта и полупроводниковых свойств преобразует механическую энергию колебаний и деформации в электричество, которое передается электроду и дальше может либо непосредственно подаваться наноустройству, либо накапливаться в подобии аккумулятора. Созданные наногенераторы имели площадь 2 мм2, и генерировали ток силой до 35 нА непрерывно в течение 4 часов, при этом ученые утверждают, что срок их службы значительно дольше.

Нанотехнологическое сообщество "Нанометр"