Наномашины смогут обойтись без батареек

ПредыдущаяСледующая

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
194
194

Все новости за сегодня

В семействе Coffee Lake появится три процессора Pentium Gold и пара CPU Celeron: Появились данные о новых CPU Intel31

YouTube ужесточает требования для включения монетизации канала: YouTube меняет правила монетизации 23

1400-километровый водный канал в Китае оснащён более чем 100 000 датчиков IoT: Водный канал в Китае оснащён огромным количеством датчиков 7

Многие смартфоны Honor теперь будут в первую очередь анонсировать в Индии: Huawei сделает особый акцент на рынке Индии2

Специалистам ArsTechnica удалось установить операционную систему Google Fuchsia на хромбук: Fuchsia OS уже можно опробовать самостоятельно7

Некоторые пользователи заметили проблемы в работе функции Android Auto: У некоторых пользователей изображение при использовании Android Auto искажается12

Камера GoPro Fusion теперь поддерживает смартфоны с Android, но лишь 15 моделей: Камера GoPro Fusion получила поддержку Android

Energizer Hardcase H240 — защищённый смартфон в облике обычного мобильного телефона, оснащённый поддержкой LTE: Смартфон Energizer Hardcase H240 не боится воды, пыли, падений и выделяется автономностью 13

Смартфон Vivo с подэкранным сканером отпечатков пальцев будет стоить 625 долларов: Смартфон Vivo с подэкранным сканером отпечатков пальцев представят 25 января9

В Китае смартфоны Samsung Galaxy S9 и S9+ будут продаваться по самой низкой цене в мире: Прием предварительных заказов на Samsung Galaxy S9 и S9+ будет открыт 1 марта30

Meizu продолжит выпускать смартфоны с платформами MediaTek : Смартфоны Meizu с SoC MediaTek никуда не исчезнут2

Защищенный смартфон LG X4+ с SoC Snapdragon 425 и поддержкой LG Pay оценен в $280: Он выделяется защищенным исполнением, отвечающим требованиям военного стандарта MIL-STD-810G11

Sony останется на рынке смартфонов, чтобы не пропустить то, что придёт после них: Sony не собирается уходить с рынка смартфонов49

Смартфон Honor View 10 научился распознавать пользователей по лицам: Пресс-служба Honor, подразделения Huawei, сообщила о выпуске обновления программного обеспечения2

Антимонопольная служба Италии начала проверку компаний Apple и Samsung, связанную с замедлением смартфонов: Samsung Electronics опубликовала официальное заявление, в котором она подтвердила, что никогда не занималась ничем подобным39

В новом патенте Samsung описан полноэкранный смартфон с вырезами в дисплее: Источники считают, что Samsung вполне может использовать такой подход уже в Galaxy Note915

Ferrari выпустит электрический суперкар, чтобы составить конкуренцию Tesla: Сначала Ferrari выпустит автомобили с гибридной силовой установкой40

За управление дроном в нетрезвом состоянии в Нью-Джерси грозит полгода тюрьмы: Аналогичный законопроект в данный момент рассматривается в Великобритании3

Infiniti планирует начать выпуск электромобилей в 2021 году: В 2025 году более половины выпускаемых машин Infiniti будут электромобилями

Обновленный контроллер Xbox Elite получит поддержку Windows 10 и разъем USB-C: Даты выхода у нового геймпада пока нет2

В сентябре Razer анонсирует новый смартфон и коммерческую версию док-станции Project Linda: Razer Project Linda воплотят в серийный продукт11

iXBT TV

  • Обзор автомобиля Mercedes-Benz E 220 d 4Matic All-Terrain Luxury: полноприводный внедорожный универсал

  • Обзор складной гладильной системы MIE Maxima: утюг, отпариватель для одежды и гладильная доска

  • Обзор недорогого Full HD DLP-проектора BenQ W1050 для домашнего кинотеатра

  • Процессор Intel с графикой AMD, экраны любой формы и размера

  • Критическая уязвимость Intel, разбор Apple iMac Pro, Dell XPS 13 стал тоньше

  • Обзор компактной беспроводной колонки JBL Playlist с поддержкой Chromecast

  • Обзор игрового IPS-монитора LG 34UM69G с соотношением сторон 21:9

  • Обзор блока питания Aerocool P7-750W Platinum с гибридной системой охлаждения

  • Apple специально замедляет старые iPhone, VR-революция, крошечный телефон

  • Обзор широкоугольного объектива Canon EF 35 mm F1.4L II USM

  • Обзор робота-пылесоса Kitfort KT-516 со сменными уборочными блоками

  • iMac Pro за $13 000, космический туризм, клавиатурные шпионы от HP

Календарь

апрель
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс