Когда-нибудь скоро просто ходьба с Вашим iPod в Вашем кармане могла сохранить наполненным, и лаб – называет Вашего сердца, мог привести портативный датчик артериального давления в действие. Эти инновации могли бы основываться на плоских, «нанообразующих» размера скрепки, представленный онлайн на этой неделе по своей природе Нанотехнологии, тот насос то же напряжение, поскольку батарея AA, когда они сжаты, согнулась, или встряхиваемый.
Предыдущие приведенные в действие движением прототипы, сделанные из наноразмерных частей, были далеки от такого напряжения, вызвав надежды, что новые устройства откроют дверь в арену самоприведенной в действие наноэлектроники.Ученые уже разработали устройства, использующие механическую энергию для включения электроники. В 2008, например, исследователи развили скобу ноги, которая могла привести сотовый телефон в действие. Но чем меньший образующая добирается, тем меньше энергии, которую она может поставлять — и более маловероятное, она должна зарядить батарею.
К настоящему времени исследователи были неспособны продемонстрировать основанную на нанотехнологиях образующую, способную к включению любого устройства, наноразмерного или иначе.Материаловед Чжун Линь Ван и коллеги в Технологическом институте штата Джорджия в Атланте говорят, что они теперь преодолели это препятствие. Лаборатория Вана создала два типа пластмассово-заключенных в кожух нанообразующих — каждый чрезвычайно тонкий, гибкий, и почти настолько же длинный и тонкий как скрепка.
Ключевые компоненты устройств являются так называемыми нанопроводами, сделанными из кристаллизованного оксида цинка, пьезоэлектрический материал, преобразовывающий механическое напряжение в энергию. Каждый провод несколько сотен миллимикронов толщиной (разбавитель, чем большинство бактерий длинно).
Нанопроводы одного устройства похожи на трудную ситуацию, заполненную пластмассовым материалом для длительности, и зажат между слоями проводящих электричество материалов. Когда исследователи слегка сжали эту нанообразующую, она произвела приблизительно 0,24 В. Этого было более чем достаточно для включения двух различных развитых бригад Вана нанодатчиков: один для измерения кислотности жидкости, другой для обнаружения ультрафиолетового света.Другой, нанопроводы более мощного устройства напоминают связи железной дороги, каждое касание противостоящие рельсы хрома и золота. Бригада Вана устроила 700 из этих следов в лист.
Когда исследователи слегка согнули эту нанообразующую, она провернула больше чем 1,26 В – приблизительно в 60 раз больше, чем предыдущие прототипы нанообразующей и близко к 1,5 В стандартной щелочной батареи. Такое напряжение указывает на возможности для практических применений, таких как хранение аккумулятора для сотового телефона, наполненного, никогда не включая его. Ван также взволнован строительством сетей приведенных в действие движением датчиков. “В Вашем доме у Вас могли быть сотни почти невидимые датчики вокруг для обнаружения огней, наводнений, утечек токсичного газа, или даже грабителей”, говорит Ван. “Датчики с помощью беспроводных технологий передали бы данные к компьютеру, если бы существует проблема, и Вы никогда не должны были бы наполнять их, включать их или заменять батарею”.Нанообразующие имеют несколько преимуществ перед текущими устройствами.
Они не используют токсичные тяжелые металлы, как много пьезоэлектрических материалов делают, который говорит Ван, делает их безвредными для окружающей среды и безопасными для использования в органе. Они могут также быть сделаны при температурах ниже температуры кипения воды — намного более холодными, чем требуемый для производства стандартной электроники.
Кроме того, Ван отмечает, что существует “большой потенциал, чтобы увеличить масштаб производства этих устройств” и сделать их банальными.“Я думаю, что эта работа обещает”, говорит Имэй Чжу, материаловед из Брукхевена Национальная Лаборатория в штате Нью-Йорк, не вовлеченная в исследование. “Это – первый раз, когда я услышал о движении, генерирующем некоторое напряжение и приводящем наноустройство в действие». Пел – Добиваются Кима, материаловед из университета Sungkyunkwan в Южной Корее добавляет в электронном письме, что новая работа должна оказать “широкое влияние” на нанотехнологии как первое, доказанное “где угодно, в любое время электронная система».
Прежде чем нанообразующие обнаруживаются в нашей одежде или сотовых телефонах, однако, Ван говорит, что хотел бы сделать их меньшими, и его бригада должна улучшить их общую выходную мощность и способность сохранить нагрузку. “Те – наши следующие проблемы”, говорит он.