Ученые из Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology) разработали ряд миниатюрных датчиков, приводимых в действие пьезоэлектрическими наногенераторами. Эти наногенераторы состоят из тысяч нанопроводов, которые генерируют электроэнергию каждый раз, когда они подвергаются механической деформации. Использование таких источников электроэнергии позволяет приводить в действие различные малогабаритные электронные устройства и датчики без необходимости использования батареи или аккумулятора.

Основной составляющей генератора является крошечный нанопровод из окиси цинка, сотнями тысяч которых наполнен гибкий материал, служащий основой генератора. Выходное напряжение такого генератора прямо пропорционально величине механической деформации, которой подвергаются нанопровода. Исследования показали, что изготовленные опытные образцы могут обеспечить пиковое напряжение 1.26 Вольта, при плотности получаемой электрической мощности 2.7 милливатта на один кубический сантиметр объема, в том случае, когда материал генератора подвержен деформации всего в 0.19 процента.

Нанопроводники этого генератора были изготовлены чисто химическим способом благодаря разработанной учеными технологии, которые стремились разработать очень дешевый метод осаждения нанопроводов на гибкое основание. Проведенные учеными тесты, в которых было использовано около тысячи таких генераторов, показали, что благодаря отсутствию движущихся механических частей эти генераторы могут служить в течение длительного времени совершенно без потерь своих характеристик.



В качестве примера использования наногенераторов ученые создали два нанодатчика, работающие на энергии, вырабатываемой наногенератором. Первый датчик используется для измерения уровня pH жидкостей, второй используется для измерения силы ультрафиолетового света. Благодаря простоте и универсальности такие наногенераторы могут использоваться в качестве генераторов, вырабатывающих электроэнергию под воздействием морских волн, звуковых колебаний и их можно даже встроить в подошву обуви, подзаряжая аккумулятор мобильного телефона при ходьбе.

Дальнейшие усилия ученых будут направлены на улучшение коэффициента преобразования таких генераторов и на разработку технологий, благодаря которым станет возможным практическое применение новых наногенераторов.