Благодаря сочетанию нового поколения пьезоэлектрических наногенераторов с двумя типами нанопроводных датчиков, исследователи создали то, что, как считается, будет первым самозаряжающимся наномасштабным сенсорным устройством, которое потребляет энергию от преобразования механической энергии.Новые приборы могут измерять рН жидкостей или обнаруживать присутствие ультрафиолетового излучения с помощью электрического тока, производимого из механической энергии окружающей среды.
На основе массивов, содержащих больше, чем 20000 нанопроводов из оксида цинка в каждом наногенераторе, устройства могут производить до 1,2 вольт выходного напряжения. Тесты, проделанные с почти тысячью наногенераторов - которые не имеют механических движущихся частей - показал, что они могут работать в течение какого-то времени без потери генерирующихся мощностей.
"Мы продемонстрировали надежный способ накопления энергии и использования ее для питания наномасштабных сенсоров," сказал Чжун Лин Ван, профессор в Школе материаловедения и инженерии в Технологическом институте Джорджии. "Сейчас мы продумываем действительно практическое применение наногенераторов."
В течение последних пяти лет, группа исследователей Ван занимается разработкой наногенераторов, использующих пьезоэлектрический эффект, который производит электрические заряды, когда провода из оксида цинка подвергаются деформации. Деформация может произойти в результате простого сгибания проводов, и ток от многочисленных проводов конструктивно собирается в небольшие по мощности устройства.
Группа Ван разрабатывают два крошечных датчика, нанопроводы которых основаны на оксиде цинка и работают от наногенераторов. Измеряя амплитуду изменения напряжения на приборе при контакте с различными жидкостями, рН-датчик может измерять кислотность жидкостей.
Новые генераторы и нанодатчики открывают новые возможности для очень маленьких сенсорных устройств, которые могут работать без батарей, питаясь от механической энергии, добываемой из окружающей среды. Источники энергии могут включать в себя токи жидкостей, звуковые волны, механические вибрации, хлопанье флага на ветру, давление со стороны ботинка путешественника или движение одежды.
"Производство очень маленьких устройств не решает практических задач", отметил Ван. "Мы также должны разработать устойчивую основу, которая позволит им быть мобильными. Используя наш новый наногенератор, мы сможем отправить эти устройства в окружающую среду, где они могут работать самостоятельно и устойчиво, не требуя батареи».
На основе массивов, содержащих больше, чем 20000 нанопроводов из оксида цинка в каждом наногенераторе, устройства могут производить до 1,2 вольт выходного напряжения. Тесты, проделанные с почти тысячью наногенераторов - которые не имеют механических движущихся частей - показал, что они могут работать в течение какого-то времени без потери генерирующихся мощностей.
"Мы продемонстрировали надежный способ накопления энергии и использования ее для питания наномасштабных сенсоров," сказал Чжун Лин Ван, профессор в Школе материаловедения и инженерии в Технологическом институте Джорджии. "Сейчас мы продумываем действительно практическое применение наногенераторов."
В течение последних пяти лет, группа исследователей Ван занимается разработкой наногенераторов, использующих пьезоэлектрический эффект, который производит электрические заряды, когда провода из оксида цинка подвергаются деформации. Деформация может произойти в результате простого сгибания проводов, и ток от многочисленных проводов конструктивно собирается в небольшие по мощности устройства.
Группа Ван разрабатывают два крошечных датчика, нанопроводы которых основаны на оксиде цинка и работают от наногенераторов. Измеряя амплитуду изменения напряжения на приборе при контакте с различными жидкостями, рН-датчик может измерять кислотность жидкостей.
Новые генераторы и нанодатчики открывают новые возможности для очень маленьких сенсорных устройств, которые могут работать без батарей, питаясь от механической энергии, добываемой из окружающей среды. Источники энергии могут включать в себя токи жидкостей, звуковые волны, механические вибрации, хлопанье флага на ветру, давление со стороны ботинка путешественника или движение одежды.
"Производство очень маленьких устройств не решает практических задач", отметил Ван. "Мы также должны разработать устойчивую основу, которая позволит им быть мобильными. Используя наш новый наногенератор, мы сможем отправить эти устройства в окружающую среду, где они могут работать самостоятельно и устойчиво, не требуя батареи».
