Stellen Sie vor sich, wenn alle, die Sie tun mussten, um Ihr iPod aufzuladen, oder Ihr Blackberry, Ihre Hand wellenartig zu bewegen war, oder dehnen Sie Ihre Waffe aus oder machen Sie einen Spaziergang? Sie konnten von den Körperverletzungen Abschied nehmen und müssen nie jene Einheiten in eine Stromquelle wieder einstecken.
In der Forschung, die hier heute bei der 237. Nationalen Sitzung der Amerikanische Chemikalien-Gesellschaft dargestellt wird, beschreiben Wissenschaftler von Georgia Technologie, die mechanische Energie von den Gehäusebewegungen oder sogar vom Blutfluss in das Gehäuse in elektrische Energie konvertiert, die verwendet werden kann, um eine breite Reichweite der elektronischen Geräte anzuschalten, ohne Batterien zu verwenden.
„Diese Forschung hat eine spürbare Auswirkung auf Verteidigungstechnologie, Umweltüberwachung, biomedizinische Wissenschaften und sogar persönliche Elektronik,“ sagt Leitungskabelforscher Zhong Lin Wang, den Professor der Regenten, Schule der Materialkunde und Technik an der Georgia-Fachhochschule. Das neue „nanogenerator“ könnte unzählige Anwendungen, unter ihnen haben eine Methode, die elektronischen Geräte auszuführen, die vom Militär verwendet wurden, wenn Truppen auf dem Gebiet weit sind.
Die Forscher beschreiben, Energie von der Umgebung zu ernten, indem sie Niederfrequenzschwingungen, wie Grundstoffbewegungen, das Schlagen des Inneren oder Bewegung des Winds, in Strom, unter Verwendung Zinkoxid (ZnO) nanowires konvertieren, die den Strom leiten. Die ZnO-nanowires sind piezoelektrisch - sie erzeugen einen elektrischen Strom, wenn sie mechanischer Belastung unterworfen werden. Der Durchmesser und die Länge des Kabels sind 1/5,000. und 1/25. der Durchmesser eines Menschenhaars.
Wenn er Energie von der Bewegung erzeugt, sagt Wang, dass sein Team feststellte, dass es am effektivsten war, eine Methode zu entwickeln, die am Langwellen arbeitete und auf flexiblen Materialien basierte. Die ZnO-nanowires erfüllten diese Bedingungen. Gleichzeitig sagt er, dass ein wirklicher Vorteil dieser Technologie ist, dass die nanowires auf einer großen Vielfalt von Oberflächen leicht gewachsen werden können, und die nanogenerators funktionieren in der Luft oder in den Flüssigkeiten einmal richtig verpackt. Unter den Oberflächen, auf denen die nanowires gewachsen werden können, sind Metalle, Keramik, Polymere, Kleidung und sogar Zelte.
„Ziemlich einfach, kann diese Technologie eingesetzt werden, um Energie, solange es Bewegung gibt,“ entsprechend Wang unter allen Umständen zu erzeugen.
Bis jetzt sagt er, dass es die begrenzten Methoden gegeben hat, die erstellt werden, um nanopower trotz des steigenden Bedarfs durch die Militär- und Verteidigungsagenturen an nanoscale Fühlern zu produzieren, die verwendet werden, um Bioterroragenzien zu entdecken. Das nanogenerator würde zu den Truppen auf dem Gebiet besonders kritisch sein, in dem sie weit von Energiequellen sind und Fühler oder Datenendeinrichtungen verwenden müssen. Darüber hinaus einen Fühler könnte zu haben, der nicht Batterien benötigt, das Militär und die Polizei extrem nützlich sein, Musterstück, dasluft für möglichen Bioterrorismus in den Vereinigten Staaten angreift, sagt Wang.
Während Biosensors miniaturisiert worden sind und unter der Haut eingepflanzt werden können, unterstreicht er, dass diese Einheiten noch Batterien benötigen, und das neue nanogenerator würde viel mehr Flexibilität anbieten.
Ein bedeutender Vorteil dieser neuen Technologie ist, dass viele nanogenerators Strom kontinuierlich und gleichzeitig produzieren können. Andererseits ist die größte Herausforderung, wenn sie diese nanogenerators entwickelt, die Ausgangsspannung zu verbessern und Leistung, sagt er.
letztes Jahr Wangs stellte Gruppe eine Untersuchung über die nanogenerators dar, die durch Ultraschall getrieben wurden. Heutige Forschung stellt eine viel breitere Anwendung von nanogenerators dar, wie durch Niederfrequenzgehäusebewegung getrieben.