Представьте себе, что для зарядки портативного медиа проигрывателя или сотового телефона вам необходимо всего лишь взмахнуть рукой, или напрячь ее мышцы или слегка пройтись? В этом случае вы могли бы попрощаться с аккумуляторными батарейками, и больше никогда не вставлять их в сеть для подзарядки.

На недавней общенациональной встрече Американского химического общества в Солт-Лейк-Сити, Юта были представлены результаты необычных исследований группы ученых из Технологического института (штата) Джорджия (Georgia Institute of Technology).

Учёные из Джорджии разработали и описывают концепцию преобразования низкочастотных механических вибраций (таких, например, как простые движения тела, биения сердца, движение ветра или даже тока крови) в электрическую энергию путем использования электропроводных нанопроволочек оксида цинка (ZnO). Такие проволочки из ZnO являются пьезоэлектриками, то есть генерируют электрический ток, будучи подвергнуты определенному механическому воздействию. Диаметр и длина использованных проволочек составляли, соответственно, одну пятитысячную и одну двадцать пятую толщины человеческого волоса.

Исследуя механизмы преобразования энергии пьезоэлектриками, ученые сделали вывод о том, что наиболее эффективным был бы генератор, работающий на низких механических частотах и использующий гибкие материалы. Именно нанопроволочки из ZnO удовлетворяли этим требованиям. Большими достоинствами такой технологии будет являться и то, что нанопроволочки легко выращиваются на большом количестве видов подложек (вреди них – металлы, керамика, полимеры, ткани и т.д.), а наногенераторы, созданные таким методом и имеющие правильную упаковку, смогут работать и в воздушной и в жидкостной среде.

Схематичное изображение гибридного наногенератора с микроволоконно-нанопроволочной структурой (Собственность проф. Zhong Lin Wang и д-ра X. D. Wang, Технологический институт штата Джорджия)

По мнению руководителя проекта Жонг Лин Ванга (Zhong Lin Wang) – профессора Школы материаловедения и технических наук Университета, – результаты этого исследования могут найти широкое применение в оборонных технологиях, средствах мониторинга окружающей среды, в биологии и медицине, а также приборах персональной электроники. Новый «наногенератор» может быть использован и в лабораторных и в полевых условиях.

Достаточно простое, но необыкновенно универсальное, устройство «наногенератора», может работать в любых условиях и сколь угодно долго – во всяком случае до тех пор, пока есть движение. Основной сложностью при практической реализации генератора, по мнению проф. Ванга, будет его эффективность, а также выходные мощность и напряжение.

Евгений Биргер