Nano luo jo sähkövirtaa
0
Georgia Techin professori Zhong Lin Wang ryhmineen on kehittänyt nanokokoisen generaattorin, joka tuottaa tasavirtaa ottamalla energiansa mekaanisesta värähtelystä tai ultraäänestä.
Nanogeneraattori perustuu pietsosähköisyyteen ja sinkkioksidi nanojohteen puolijohdeominaisuuksiin, jotka tuottavat pienen sähkövarauksen kun johteita taivutellaan.
Laboratoriossa jo toimiva nanogeneraattori rakentuu sitten tuhansiin pystysuuntaisiin sinkki-oksidi nanojohteisiin joita taivutellaan siksak-muotoillun pystysuuntaisesti liikkuvan levyelektrodin avulla. Tällä hetkellä laboratorioversio tuottaa virtaa ultraäänellä ajettuna nanoampeerien verran.
Generaattorin nanojohteet kasvatetaan gallium-arseenille, safiirille tai joustavalle polymeerialustalle. Lisäksi alustan pinnalle tulee kerros sinkki-oksidia virtaa keräämään. Alustan vastapuoleksi tehdään platinalla päällystetystä piistä valmistettu elektrodi.
Elektrodin siksak-muotoinen pinta varmistaa, että nanojohteen taipuvat eri aikoina ja tuottavat siten jatkuvaa tasavirtaa. Yhden nanojohteen tuottamaan energiaan perustuen tutkijat laskevat, että heidän laitteensa voisi tuottaa sähköä jopa neljä wattia per kuutiosenttimetri.
Tavoitteena 0,5 voltin jännite
Jo vuosi sitten Wangin ryhmä esitteli nanogeneraattorin konseptin, joka perustui yhden nanojohteen taivutteluun atomivoimamikroskoopilla. Taivuttimen platina-päällysteinen piikärki toimi Schotty-diodina, joka varmisti varauksen ja virran kulun vain yhteen suuntaan.
Tutkijat jatkavat edelleen nanojohteiden tiheyden ja tasaisuuden kehittämistä ja tavoitteena on saavuttaa 0,5 voltin antojännite, jolloin generaattoria voitaisiin käyttää käytännön sovelluksissa. Wang uskoo, että sellainen laite voisi olla realistinen kolmen vuoden sisällä. Koska sinkki-oksidi ei ole myrkyllinen aine laitetta voitaisiin käyttää esimerkiksi implanttina eli ihmisen kehoon istutettavana teholähteenä. (Prosessori)
