Наномашины смогут обойтись без батареек

1174

Исследователи из технологического института штата Джорджия (США) разрабатывают новую технологию питания приборов нанометрового размера, не основанную на использовании громоздких источников, таких, как батареи. Идея новинки строится на преобразовании механической энергии движения тела, растяжения мускулов или тока воды в электрическую энергию при помощи «наногенераторов». Как утверждается, их применение сделает возможным создание нового класса автономных медицинских приборов, миниатюрных датчиков и портативных электронных устройств.

Питание наноприборов – серьезная задача, в известной мере сдерживающая их разработку и применение. Привычные источники, такие, как батареи, слишком велики. Кроме того, наличие в их составе токсичных компонентов ограничивает область применения, не позволяя использовать наноприборы в человеческом организме.

Принцип работы наногенераторов, коротко говоря, базируется на деформации и последующем выпрямлении нанопроводников из оксида цинка, который имеет пьезоэлектрические и полупроводниковые свойства. В ходе исследования, выращенный учеными массив нанопроводников был подвергнут механическому воздействию при помощи «щупа» атомного микроскопа (atomic-force microscope, AFM), приводящему к их деформации. Растяжение одной стороны проводника при одновременном сжатии другой приводило к разделению положительно и отрицательно заряженных частиц вследствие пьезоэлектрического эффекта. Заряды сохранялись на нанопроводниках, поскольку между ними и щупом формировался барьер Шотки. Передвигая щуп, исследователи замеряли ток, возникающий при восстановлении формы проводников.

На верхнем снимке, сделанном при помощи электронного микроскопа, виден массив нанопроводников из оксида цинка. Средняя картинка схематически показывает, как электричество вырабатывается при их деформации щупом AFM. Нижнее изображение дает картину изменения выходного напряжения «генератора» в процессе «поглаживания» щупом массива проводников.

Этот и другие эксперименты позволили сделать вывод о перспективности использования нанопроводников из оксида цинка в качестве основы для построения электрогенераторов. Благодаря своим микроскопическим размерам, нанопроводники оксида цинка могут отклоняться на 50º, несмотря на то, что сам материал представляет собой, по сути дела, керамику. Оксид цинка нетоксичен, поэтому подходит для применения в медицинских приборах. Ученые полагают, что подобные генераторы смогут преобразовывать энергию движения жидкости (представьте что-то вроде приливных электростанций в миниатюре) и газообразной среды - акустических и ультразвуковых волн. Удобно, что в качестве подложки для выращивания нанопроводников могут быть использованы не только кристаллы, но и полимерные пленки, то есть генераторы могут быть гибкими. Ученые полагают, что им удастся довести эффективность преобразования механической энергии в электрическую до 30%. Когда это произойдет, квадратного «газончика» из нанопроводников с длиной стороны около 10 мкм будет достаточно для питания одного наноприбора, причем генераторы сравнительно легко объединить вместе, увеличив выходную мощность.

Другими словами, возможно, что в будущем портативная электроника научится получать энергию буквально «из ничего»: движений пользователя, дуновения ветра, шума окружающей среды.

Показательно, что исследования финансирует не только Национальный научный фонд США (National Science Foundation, NSF) и Национальное агентство по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), но и Управление перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) – по сути дела, американские военные.

Источник: Технологический институт Джорджии

16 апреля 2006 Г.

18:55

Ctrl
ПредыдущаяСледующая

Все новости за сегодня

Тайваньские производители спешат освоить технологию mini-LED: Технология mini-LED может найти применение в самостоятельных дисплеях и в системах подсветки жидкокристаллических дисплеев5

Alphabet инвестирует в Lyft 1 млрд долларов: Alphabet стала крупным инвестором Lyft 4

Sony Xperia Hello — устройство с SoC Snapdragon 650 и ОС Android. Но это не смартфон и не планшет: Робот Sony Xperia Hello основан на ОС Android7

Sharp Aquos R Compact — самый компактный безрамочный смартфон, оснащённый экраном диагональю менее пяти дюймов: Смартфон Sharp Aquos R Compac получил дисплей диагональю менее пяти дюймов41

Некоторые смартфоны с Windows 10 Mobile не получат обновления Fall Creators Update: Lumia 640 и 640 XL не получат обновления Fall Creators Update6

Смартфон Google Pixel 2 XL заработал у iFixit шесть баллов: iFixit разобрали Google Pixel 2 XL9

Apple вдвое уменьшила заказы на смартфоны iPhone 8 до конца года: Apple уменьшает заказы на новые смартфоны59

Поставки игровых мониторов выросли на 350%: В первом полугодии рынок игровых мониторов вырос до 1,1 млн единиц

Компьютерная модель смартфона HTC U11 Plus демонстрирует дизайн новинки: HTC U11 Plus засветился на видео2

В Гонконге засветился ноутбук-трансформер на базе процессора Intel Gemini Lake: Представителем линейки Gemini Lake оказался двухъядерный CPU Intel Celeron N40003

Результаты GeForce GTX 1070 Ti в ПО 3DMark на 6-10% выше, чем у разогнанной GTX 1070: GeForce GTX 1070 Ti засветилась в 3DMark4

Samsung прекращает выпуск небольших телевизоров диагональю 20-30 дюймов: Постепенно акцент будет смещаться в сторону больших моделей диагональю 60 и более дюймов разрешением 4К45

2 ноября AMD проведёт закрытое мероприятие, посвящённое мобильным APU Ryzen: Новые подробности о мобильных APU Ryzen могут появиться 2 ноября7

Национальная ассоциация телерадиовещателей просит Apple добавить приемник FM в новые iPhone: Ассоциация поставила под сомнение предыдущее заявление Apple32

Смартфон Echo Horizon превзошел ожидания, представлен Echo Horizon Lite: Цена Echo Horizon Lite составляет 130 евро1

Соотношение сторон экрана бюджетного смартфона Gionee F205 составляет 18:9: Gionee F205 базируется на SoC MediaTek MT67394

LG и Qualcomm будут вместе работать над технологиями для беспилотных автомобилей: Обе компании планируют возглавить цепочку поставщиков комплектующих для самоуправляемых автомобилей1

Представлена камера Samsung 360 Round, оснащенная 17 объективами: Samsung 360 Round поступит в продажу в октябре7

Samsung Bixby 2.0 — всё тот же голосовой помощник, но теперь нацеленный на более широкий спектр устройств: Samsung представила платформу Bixby 2.02

Gartner считает, что iPhone X подстегнет продажи в мобильной индустрии в 2018 году: Продажи мобильных телефонов увеличатся на 2,4% и составят 1,9 млрд единиц4

Samsung приступила к разработке Galaxy Note9, думая над расширением перечня возможностей S Pen: Напомним, в следующем году в линейке Galaxy Note может выйти первый смартфон компании со сгибающимся дисплеем27

В Китае Huawei Mate 10 выйдет уже завтра, пользователям предложат еще две версии: Huawei Mate 10 Pro и Huawei Mate 10 Porsche Design поступят в пролажу в середине ноября5

Смартфон HTC U11 Plus засветился в GFXBench и Geekbench: В Geekbench смартфон набрал 1920 и 5765 баллов в однопоточном и многопоточном тестах соответственно1

Представлен смартфон Nokia 7: SoC Snapdragon 630, защищенное исполнение и задняя панель под стеклом: Nokia 7 оценена в эквивалент $3808

Xiaomi Redmi Note 5 и Redmi 5 Plus будут представлены до 11 ноября: Более доступная модель Xiaomi Redmi 5 Plus получит Soc Snapdragon 450 и будет стоить около 120 долларов

Zotac GeForce GTX 1080 Ti ArcticStorm Mini — самая маленькая 3D-карта GeForce GTX 1080 Ti: 3D-карта Zotac GeForce GTX 1080 Ti ArcticStorm Mini оснащена водоблоком14

У побережья Шотландии заработала первая в мире плавучая ветряная электростанция: Hywind Scotland может обеспечить электричеством 20 000 домохозяйств52

Своя гарнитура смешанной реальности появилась и у Fujitsu: Новинка, названная Win MR, пока доступна для заказа только в Японии

LG V30 с честью выдержал испытания блогера JerryRigEverything: LG V30 сложно погнуть 14

В рейтинге Greenpeace компания Apple заняла второе место, а Samsung — третье, но с конца: Greenpeace оценила крупнейшие IT-компании 66

Модуль Moto Smart Speaker для смартфонов Moto Z оснащён парой стереодинамиков и поддерживает Amazon Alexa: Модуль Moto Smart Speaker оценили в 150 долларов1

Снимок безрамочного смартфона Meizu демонстрирует наличие кнопки mBack, несмотря на дисплей 18:9: Meizu выпустит безрамочный смартфон с физической кнопкой mBack8

997
1318

iXBT TV

  • Обзор беззеркальной фотокамеры Fujifilm X-A10 формата APS-C со сменными объективами

  • Планшеты для подводного чтения, дешевый безрамочный смартфон и автономная VR-гарнитура

  • Обзор 3D-принтера Funtastique Evo: дешевая, но вполне функциональная DIY-модель

  • Обзор робота-пылесоса Polaris PVCR 0920WV Rufer с функцией влажной протирки полов

  • Новинки Google на любой вкус: Pixel 2, Pixel 2 XL, Pixelbook, Clip, Home Mini и Max

  • Обзор водонепроницаемого бинокля Canon 10x42L IS WP с оптическим стабилизатором

  • Обзор компактного вертикального пылесоса Kitfort КТ-525

  • Обзор 15-дюймового игрового ноутбука MSI GE63VR 7RF Raider 4K с 4K-экраном

  • Ракета вместо самолета, умные AC Amazon, робот-мяч

  • Обзор парогенератора MIE Stiro Pro для глажки, отпаривания и уборки дома

  • Обзор изогнутого 37,5-дюймового IPS-монитора Acer XR382CQK с соотношением сторон 21:9

  • Обзор робота-полотера Everybot RS500

1212

Календарь

апрель
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс

Рекомендуем почитать