Портативная электроника будет питаться энергией мышц

Создан Наногенератор нового типа, способный вырабатывать электроэнергию из энергии сокращения мышц.

��ланируется, ��то ��ри ��омощи ��ового г��нератора ��удет ��озможно ��ешить ��роблему ��лектропитания �� ��иологических ��мплантируемых ��стройствах, ��аносенсорах �� ��акже ��ортативной ��лектронике.

��роблема ��оздания ��втономных ��икроскопических ��сточников ��нергии ��ля ��мплантируемых ��иологических ��стройств ��окуда ��ще ��е ��ешена. ��ейчас �� ��иде ��озможного ��ешения ��редлагаются ��аще ��сего ��имические ��еакторы, ��спользующие ��ля ��роизводства ��лектроэнергии г��юкозу, ��аходящуюся �� ��рови ��ациента.

��днако ��оследние ��спехи �� ��бласти ��аносистем �� ��акже г��тероструктур ��озволили ��делать ��аногенератор, ��оторый, ��ожет ��ыть, ��ытеснит ��сточники ��нергии ��ных ��ипов, ��спользуемые �� ��мплантируемых ��икроустройствах, ��аносенсорах �� ��акже ��ортативной ��лектронике. ��ожно ��редположить, ��то �� ��едалеком ��удущем mp3-��леер, ��обильный ��елефон ��ли ��асы ��удут ��рименять ��ри ��аботе ��нергию ��еловеческого ��ела. ��о ��ринципу ��ействия ��овый ��сточник ��нергии ��лизок �� ��ьезоэлектрикам. ��то ��атрица ��тержней, ��оторые ��ри ��зг��бании ��роизводят ��лектроэнергию.

��аногенератор ��азработан г��уппой ��ченых ��од ��уководством ��рофессора ��онг ��ин ��анга (Zhong Lin Wang) ��з ��ехнологического ��нститута ��жорджии, ��нформирует EurekAlert. ��ехнологический ��роцесс ��оздания ��аногенератора ��асчитывал ��есколько ��тапов. ��начала ��утем ��саждения ��ара ��ложного ��остава ��а ��одложке ��з ��апфира, ��редварительно ��окрытой ��аночастицами ��олота �� ��иде ��атализатора, ��рофессор ��анг �� ��акже ��го ��оллеги ��ырастили ��атрицу ��з ��ертикально ��тоящих ��анопроводков ��з ��ксида ��инка, ��оторый �� ��оже ��амое ��ремя ��вляется �� ��акже ��ьезоэлектриком, �� ��акже ��олупроводником. ��азмер ��тержней ��арьировался ��т 200 ��о ��ятьсот ��м �� ��лину �� ��акже ��т 20 ��о 40 ��м �� ��иаметре. ��аг ��анопроводов ��оставлял ��риблизительно 100 ��м. ��лёнка ��ксида ��инка ��акже ��озникала ��а ��оверхности ��одложки, ��оздавая ��лектрическое ��оединение ��ля ��сех ��анопроводников.

��отом ��ченые ��опробовали ��оздействовать ��еханически ��а " ��ес " ��з ��анопроводов. ��ыло ��амечено, ��то ��стройство ��ырабатывает ��апряжение ��ри ��еформации ��бразца. ��о ��лану ��второв ��роекта, ��одобные ��аногенераторы ��удут ��роизводить ��ок ��о ��ере ��ого, ��ак ��нешние ��озмущения ��удут ��гибать �� ��акже ��отом ��тпускать ��анопровода. ��спользуя ��аконечник ��томного ��илового ��икроскопа ��ля ��гибания ��тих ��толбиков, ��ченые ��ашли, ��то ��анопровода �� �� ��равду ��роизводят ��апряжение ��ак ��ьезоэлектрики.

��сли ��ешётку ��з ��одобных ��роводков ��зг��товить г��раздо ��еньшего ��азмера, ��ем ��рототип, - ��орядка ��ескольких ��икронов, ��удет ��озможно ��страивать ��аногенераторы �� ��азнообразные ��верхминиатюрные ��ппарата. ��то �� ��акже ��атчики �� ��еле ��ациента, �� ��акже ��мпланты, �� ��акже ��ранители ��ердечного ��итма, �� ��акже, ��ожет ��ыть, ��ругая ��лектроника, ��оторая ��озникнет ��з-��а ��озможности ��рименять ��нергию ��еловеческого ��ела.

" ��аши ��ела ��пособны ��реобразовывать ��имическую ��нергию г��юкозы �� ��еханическую ��нергию ��ускулов. ��сли ��режде ��оявлялись ��мплантируемые г��юкозовые ��еакторы, ��о ��еперь ��ожно ��рименять ��аму ��нергию ��ышц, - ��омментирует ��роф. ��анг.- ��ти ��аногенераторы ��меют ��озможность ��зять ��ту ��еханическую ��нергию �� ��акже ��реобразовать ��ё �� ��лектрическую ��ля ��ого, ��тобы ��риводить �� ��ействие ��ппарата, ��мплантированные �� ��ело ��еловека. ��спользование ��аногенераторов ��ового ��ипа ��ткрывает ��громные ��озможности ��ля ��живляемых ��едицинских ��стройств ".

��вежие ��аногенераторы ��удут ��спользоваться �� ��акже ��ри ��озданию ��анороботов, ��анофабрик �� ��акже ��росто ��ложных ��аноструктур." ��ы ��ожем ��еперь ��оздавать ��ложные ��аносистемы, ��е ��аботясь ��ро ��о, ��ак ��х ��набдить ��нергией. �� ��читаю, ��едь ��то ��ольшой ��аг ��перед ", - ��омментирует ��роф. ��анг.

��роцесс ��азряжения/заряда ��аногенератора ��роисходит �� ��от ��омент, ��окуда ��онд ��томно-��илового ��икроскопа (��СМ) ��роходит ��доль ��оверхности " ��еса " ��олупроводников. ��рибор ��ержит ��аряд ��з-��а ��арьеру ��оттки, ��формированному ��ежду ��аногенератором �� ��акже ��СМ-��ондом.

��о ��з��чению ��з��енения ��икла " ��аряд/разряд " ��ченые ��могли ��ыяснить ��лектромеханические ��араметры ��аногенератора. ��апример, ��олучилось ��азузнать, ��ак ��еняется г��нерируемый ��ок ��ри ��з��енении ��еханической ��агрузки ��а ��рибор. ��ыло ��пределено, ��то ��аногенератор ��еагирует ��аже ��а ��кустические ��олебания �� ��акже ��а ��льтразвуковые, �� ��пособен ��ыдерживать ��зг��бания ��о 50 г��адусов .