Наносенсоры на самообеспечении

 


Ученые сумели получить электричество, заставив с помощью ультразвука быстро двигаться нанопроводники. Если превратить «тоненькую струйку электрического тока в поток», можно применить данную технологию для создания микросенсоров, которые очень удобны для имплантации в человеческое тело и распространения в окружающей среде.

Все знают, что нанотехнологии подразумевают крайне маленькие размеры. Такие сенсоры, к примеру, могут быть помещены в тело человека, чтобы отслеживать уровень сахара в крови, или распределены в зоне боевых действий, чтобы улавливать ядовитый газ. Но сколь бы совершенны ни были такие устройства, они все еще имеют серьезное ограничение – зависимость от внешнего источника питания. «Размер всего устройства определяется размером источника питания», – говорит нанотехнолог Зонг Лиин Ванг из Технологического института штата Джорджия. Кроме того, элементы питания нужно периодически заменять. Стоит также учесть, что в них используются токсические химические вещества.

Пытаясь создать новый источник энергии на основе наноматериалов, Ванг исходил из того факта, что нанопроволока из оксида цинка обладает пьезоэлектрическими свойствами. Это означает, что при сгибании таких проводников образуется электрический заряд. Ванг вырастил на полупроводниковом субстрате целый «лес» таких проводников и расположил в непосредственной близости от них гофрированный кремниевый электрод.

При пропускании через устройства ультразвука электрод начинает двигаться взад-вперед, из-за чего нанопроводники движутся как щетина у зубной щетки. Образующийся заряд переносится на металлический слой, покрывающий электрод. По сообщению ученых в журнале Science, лес из 500 волосков дает один наноампер тока.

Ванг говорит, что для того, чтобы обеспечить энергией простое электрическое устройство, например, диод или транзистор, необходимо увеличивать напряжение от нескольких милливольт (которые ученые имеют на сегодняшний день) хотя бы до половины вольта. Он планирует сделать нанопроводники более универсальными, значительно увеличить из количество, а также использовать конденсаторы, которые будут аккумулировать заряд.


Источник: В мире науки