Исследователи создали генератор энергии, работающий на основе молекулярных колебаний. Физики разработали устройство для сбора молекулярной энергии, которое улавливает естественные колебания молекул в жидкости. «Электростанция» генерирует стабильный ток и подойдет для питания наноразмерных устройств.

Устройство представляет собой наномассивы нитей из пьезоэлектрического материала (оксида цинка), погруженные в жидкость. Движения молекул перемещают нити, заставляя их колебаться подобно морским водорослям. Под действием этих колебаний и деформации при движении в пьезоэлектриках генерировался электрический ток. Выходное напряжение достигало 2,28 мВ, а сила тока — 2,47 нА.

Принцип работы молекулярной наноэлектростанции. Изображение: Yucheng Luan and Wei Li

Как хорошо изученный пьезоэлектрический материал, оксид цинка может быть легко синтезирован в различные наноструктуры, включая «наноусы». Это аккуратная и упорядоченная структура из множества нанопроволок, похожая на щетину зубной щетки.

Юйчэн Луань, соавтор исследования

Фотографии и строение молекулярного генератора энергии. Изображение: Yucheng Luan et al., APL Mater.

Подобные генераторы можно использовать в различных наноразмерных устройствах, отмечают ученые. Например, для питания имплантируемых медицинских устройств. Альтернативное применение — масштабировать до полноразмерных генераторов и производства энергии с мощностью несколько кВт.

Исследователи продолжат тестировать различные жидкости и другие варианты пьезоэлектрических материалов, чтобы повысить плотность энергии и масштабировать объем «генерации».