Пьезоэлектрики: новые возможности применения

Пьезоэлектричество – физическое явление, которое известно человечеству достаточно давно и довольно неплохо исследовано учеными. Однако его невероятный потенциал еще не используется в полной мере.

SchemaPiezo.gif

Принцип, лежащий в основе пьезоэлектричества, довольно прост – определенные материалы способны преобразовывать механические колебания в электроэнергию и наоборот. Именно таким образом работают динамики звуковых систем, но это не предел для пьезоэлектроники – практически любое движение можно превратить в ток.

Первые эксперименты в этом направлении уже давно начались в Японии. На одной из железнодорожных станций Страны восходящего солнца вся поверхность перрона превращена в огромный пьезорезонатор. За день здесь совершают посадку и высадку с поездов более миллиона человек, и создаваемые ими колебания платформы преобразуются в электричество – достаточное, чтобы осветить станцию и служебные помещения.

Еще одним примером применения пьезоэлектричества является преобразование энергии шага в питание для различных приборов. Министерство обороны США планирует поставить в войска специальные костюмы, вырабатываемый ими ток позволит солдатам избавиться от лишнего веса аккумуляторов.

И вот очередное инновационное решение для уже не новой технологии. Профессор Тейгин из Университета Техаса обнаружил, что по мере уменьшения размеров пьезоэлектрического материала его способность вырабатывать энергию возрастает. Так, наночастицы диаметром 21 нанометр производят на 100 процентов больше тока, чем в составе монолитного куска.

Поскольку производство наноматериалов уже давно перестало быть фантастикой, ученые сразу предложили десятки способов применения новой технологии. И подзаряжающийся от звука голоса мобильный телефон – лишь мизерная часть всех открывающихся перед промышленностью возможностей.

А что же дальше? Доктор Кан Чен из японского Института изучения мозга RIKEN предлагает еще одно применение пьезоэлектрических наночастиц. Ознакомившись с результатами работы профессора Тейгина, он предложил собственный вариант использования необычных электрических свойств – чтение человеческих мыслей.

Определенное количество информации можно извлечь не из мозга человека, а из кровеносных сосудов, питающих этот орган. Сложная капиллярная система подает кровь и содержащийся в ней кислород, в первую очередь, в те отделы мозга, нейроны которых наиболее активны.

Если получить возможность узнавать, где давление крови в данный момент повышается, а где – напротив, спадает, то будет сразу заметно – какие отделы головного мозга задействованы. А уже на основании этой информации узнать о мыслях человека опытному нейрологу не составит труда.

Однако до настоящего времени получить такие данные можно было только с помощью магнитно-резонансной томографии, а эта процедура длится слишком долго – за это время ход мыслей человека может измениться. Решение кроется все в тех же пьезоэлектрических наночастицах, выработка тока которыми изменяется в зависимости от концентрации кислорода в окружающей среде.

Если представить себе сеть равномерно распределенных по кровеносным сосудам мозга пьезоэлементов, то измерить электрическое поле и определить активные зоны не составит труда. С этой задачей, по мнению Кан Чена, сможет справиться даже мобильный телефон со встроенным электромагнитным сканером.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.3 (18 votes)
Источник(и):

http://www.pravda.ru/…ns/322044-0/



empirv аватар

Более обширную картину применения пъезоэлектриков можно посмотреть здесь

Категории статьи