no.llcitycouncil.org
Innovasjon

Nanogenerators: De smarteste tingene du aldri har sett

Nanogenerators: De smarteste tingene du aldri har sett


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Utrolige fremskritt innen nanoteknologi, inkludert biomedisinsk og bærbar elektronikk, krever innovasjoner i passende kraftkilder. Nanogenerator-teknologien øker fremover for å dekke dette behovet.

Hva er nanogeneratorer

Ordet nano midler milliarddel, så et nanometer er en milliarddel meter. Dette er den lille verden der nanogeneratorer opererer, bare synlig gjennom kraftige mikroskop. Generering av kraft i denne skalaen krever spesialiserte metoder for høsting av energi. De tre typene nanogeneratorer som for tiden er under utvikling av forskere over hele verden, er piezoelektriske, triboelektriske og pyroelektriske. Så hvordan fungerer disse små underverkene?

Piezoelektriske nanogeneratorer

[Bildekilde: Wikimedia]

Piezoelektriske nanogeneratorer benytter den piezoelektriske effekten til å generere elektrisitet. Fra det greske ordet piezein, mening trykk, beskriver den piezoelektriske effekten dannelsen av et elektrisk felt som respons på deformasjon av materialets krystallstruktur. Dette skjer på grunn av endringen i relativ posisjon av polariserte molekyler i strukturen. Deformasjon kan oppstå ved direkte trykk eller vibrasjoner.

Triboelektriske nanogeneratorer

[Bildekilde: Wikimedia]

Den triboelektriske effekten styrer driften av triboelektriske nanogeneratorer. Fra et annet gresk ord tribo, mening gni, er den triboelektriske effekten fenomenet elektroner overføres fra ett materiale til et annet gjennom kontakt, og skaper en forskjell i elektrisk potensial mellom de to overflatene.

Pyroelektriske nanogeneratorer

Som du forventer, bruker pyroelektriske nanogeneratorer - du gjettet det - den pyroelektriske effekten. Denne effekten beskriver genereringen av en spenning via en varmeforskjell. Spenningsgenerering skjer i visse materialer når de varmes opp på grunn av små posisjonsendringer av polariserte atomer i strukturen.

Anatomi av en nanogenerator

[Bildekilde: Wikimedia]

Valget av materialer som utgjør en nanogenerator, avhenger av metoden for energiinnsamling. En ledende gruppe forskere innen nanogeneratorteknologi arbeider ut fra Georgia Institute of Technology. Dette teamet, ledet av professor Zhong Lin Wang, fokuserer sin innsats på piezoelektriske nanogeneratorer ved å bruke sinkoksid (ZnO) nanotråder.

Et annet forskningsteam har tatt en annen tilnærming til piezoelektrisitetsgenerering i nano-skala. Valget av materiale er blyzirkonat titanat (PZT). Dette materialet er ekstremt sprøtt, men en problematisk egenskap for et materiale under belastning. Teamet har kommet opp med en unik måte å komme seg rundt dette på, ved å danne PZT til nanobånd og sette dem ut i et bølgelignende mønster.

Applikasjoner

Fra sensorer til bærbar elektronikk øker utvalget av tilgjengelige nanoteknologier hvert år. Utrolige innovasjoner innen biomedisin de siste årene minner om våre science fiction-drømmer fra 1980-tallet. Implanterbare medisinske apparater krever konstant, pålitelig strøm og invasiv kirurgi for å skifte batteripakker er en mindre enn perfekt løsning. De automatiske bevegelsene i kroppen, inkludert hjerterytme og pust, kan gi kinetisk energi som kreves av piezoelektriske nanogeneratorer. De minste bevegelsene produserer friksjon, med potensial til å drive triboelektriske nanogeneratorer. Spillvarmeenergi florerer i menneskekroppen og gir drivstoff til pyroelektriske nanogeneratorer.

[Bildekilde: Wikimedia]

I 2012 så vi noen enorme fremskritt i utgangseffekttettheten til nanogeneratorer, og det økende antallet forskere over hele verden viser ingen tegn til å bremse denne fremgangen. Fra teknologi innebygd i klærne dine til implantater under huden, nanogeneratorer lover å gjøre fremtiden for nanoteknologi langt mer brukervennlig.

SE OGSÅ: 3 futuristiske bruksområder av karbonnanorør

Skrevet av Jody Binns


Se videoen: Tapping Triboelectric Nanogenerator


Kommentarer:

  1. Nascien

    Fem odds

  2. Akizilkree

    And what that to say here?

  3. Asad

    Jeg kan ikke ta del i diskusjonen akkurat nå - det er ingen fritid. I will be free - I will definitely express my opinion.



Skrive en melding