纳米发电机可以为微型设备供电

 作者:常啼     |      日期:2017-12-01 04:49:11
研究人员表示,一种简单的“纳米发电机”可以让纳米级设备从周围环境中获取能量目前,纳米器件必须使用建立在更大规模上的传统电源但是,纳米发电机可以让一个微小的医疗植入物从患者动脉的运动中获取能量纳米发电机由美国亚特兰大佐治亚理工学院的研究人员开发,由一系列柔性氧化锌纳米线组成每个直径为50纳米,长度为300纳米(纳米是十亿分之一米)当每根导线弯曲时,其晶体结构会响应机械应力而产生电荷 - 这种现象称为压电效应为了给纳米线充电,研究人员用原子力显微镜的尖端轻轻弯曲它们 “纳米线的一侧被压缩而另一侧被拉伸,”研究团队成员宋锦辉解释道 “导线表面上晶体结构的变形导致电荷积聚拉伸的一侧变为正面,压缩面变为负面“当尖端与正极,拉伸的部分导线接触时,电荷无法逃逸这是因为显微镜的铂尖端与半导体纳米线之间的结的电特性但是当尖端移动到导线的负压缩侧时,电荷可能会逸出,使其像纳米级电源一样单根纳米线只能产生大约半皮瓦,或十亿分之一瓦但是200纳米线可以挤压到10平方微米的面积,产生10皮瓦研究人员说,这足以为像纳米管气体传感器这样的纳米级设备供电英国伦敦帝国理工学院的纳米技术专家Milo Shaffer表示,该发生器可以为科学家们已经开发出的越来越多的纳米成分做出有用的补充但他补充说,研究人员尚未研究如何将许多这些组件连接在一起 “我们正在组装许多小件,但未来的一大挑战将是如何将这些组件构建到工作系统中,”Shaffer告诉“新科学家”杂志 “在这种情况下,有必要弄清楚如何将这些电线连接到电子元件”然而,Shaffer指出,最近宣布的在纳米线中嵌入电子晶体管的方法可能是一种解决方案该技术于2006年3月由IBM,佛罗里达大学和美国哥伦比亚大学的研究人员发布,可用于将发生器连接到电子电路,Shaffer说然而,在解决这个问题之前,佐治亚理工学院的团队热衷于从发电机中获得尽可能多的电力这可能涉及一次使用大量纳米线或在振动时找到与导线保持接触更长时间的方法 “目前的系统仅捕获了大约20%的可用机械能,”宋说期刊参考:科学(第312卷,