محققان دانشگاه لانژو، با همکاری موسسات علمی چین، موفق به تولید نانوژنراتوری با ولتاژ خروجی فوق العاده بالا (290 ولت) شدند که 3.6 برابر بالاتر از رکورد قبلی است.
به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) منطقه اصفهان، نانو ژنراتور تولیدی که دارای مساحتی کمتر از یک سانتی مربع است، می‌تواند برای مثال، توان برقی یک LED تجاری را تامین کند.
این ژنراتور توسط آرایه‌ای از نانو سیم‌هایی به طول 420 میکرون که به طور عمودی تراز شده و الکترودهای تعبیه شده در بالا و پایین این آرایه، ساخته شده است.
تنها با فشار یک انگشت، آرایۀ نانو سیم‌های درون این ژنراتور تغییر شکل می‌دهد. به علت اثر "پیزو الکتریک" ایجاد شده، الکترون‌ها به سوی الکترود پایین حرکت و یک جریان الکتریکی را تولید می‌کنند. هنگامی که این فشار از ژنراتور برداشته می‌شود، الکترون‌ها در مسیر مدار باز می‌گردند. با تکرار اعمال این فشار، می‌توان الکتریسیته تولید کرد.
اثر "پیزو الکتریک" به جریان ناشی از فشار اطلاق می‌شود که طی آن با اعمال نیروی خارجی، دو قطبی‌ها تحریک می‌شوند و میدان الکتریکی ایجاد می‌شود. وارونه کردن اثر نیرو (مثلاً از کششی به فشاری) جهت میدان را معکوس می‌کند.
محققان دریافتند که الکتریسیته تولیدی توسط این نانوژنراتور به میزان نیروی ضربه بستگی دارد. با سقوط جسمی با وزن 193 گرم بر نانوژنراتوری با ارتفاعات متفاوت (از 5 تا 13میلیمتر)، سیگنال‌های خروجی با مربع ریشۀ ارتفاع سقوط متناسب است.
به گفته دکتر"ژانگ لی وانگ" سرپرست این پژوهش، با افزایش ولتاژ خروجی، به طور طبیعی توان خروجی نیز افزایش پیدا می‌کند. این امر برای تمام برنامه‌های کاربردی دستگاه‌های الکترونیکی کوچک، لوازم الکترونیک قابل حمل و حسگرهای بی سیم ضروری است.
پژوهشگران نشان داده‌اند که توان خروجی حاصل شده به اندازه کافی برای تامین انرژی یک LED 1.9 ولتی تجاری نیز زیاد است.
خلاف سایر نانو ژنراتورها، این دستگاه به واحد ذخیره ساز انرژی نیاز ندارد. این مزیت به این معناست که می‌توان سیستم‌های "خود توانی" را در انجام عملیات‌هایی در طیف گسترده‌ای از محیط، قادر ساخت.
بر اساس این گزارش، ژنراتور تولیدی می‌تواند در حوزه‌های زیستی نیز کاربرد داشته باشد. طی این پژوهش، محققان با استفاده از نانوژنراتور، عصب سیاتیک یک قورباغه را تحریک کرده و باعث انقباض عضله ساق پا (گاسترو کنمیوس) شد.
محققان اعلام کردند گام بعدی در این تحقیق، افزایش توان خروجی برای برطرف کردن هرچه بیشتر نیازهای صنعتی خواهد بود.
جزییات این پژوهش در مجله "Nano Letters" منتشر شده است.
به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) منطقه اصفهان، نانو ژنراتور تولیدی که دارای مساحتی کمتر از یک سانتی مربع است، می‌تواند برای مثال، توان برقی یک LED تجاری را تامین کند.
این ژنراتور توسط آرایه‌ای از نانو سیم‌هایی به طول 420 میکرون که به طور عمودی تراز شده و الکترودهای تعبیه شده در بالا و پایین این آرایه، ساخته شده است.
تنها با فشار یک انگشت، آرایۀ نانو سیم‌های درون این ژنراتور تغییر شکل می‌دهد. به علت اثر "پیزو الکتریک" ایجاد شده، الکترون‌ها به سوی الکترود پایین حرکت و یک جریان الکتریکی را تولید می‌کنند. هنگامی که این فشار از ژنراتور برداشته می‌شود، الکترون‌ها در مسیر مدار باز می‌گردند. با تکرار اعمال این فشار، می‌توان الکتریسیته تولید کرد.
اثر "پیزو الکتریک" به جریان ناشی از فشار اطلاق می‌شود که طی آن با اعمال نیروی خارجی، دو قطبی‌ها تحریک می‌شوند و میدان الکتریکی ایجاد می‌شود. وارونه کردن اثر نیرو (مثلاً از کششی به فشاری) جهت میدان را معکوس می‌کند.
محققان دریافتند که الکتریسیته تولیدی توسط این نانوژنراتور به میزان نیروی ضربه بستگی دارد. با سقوط جسمی با وزن 193 گرم بر نانوژنراتوری با ارتفاعات متفاوت (از 5 تا 13میلیمتر)، سیگنال‌های خروجی با مربع ریشۀ ارتفاع سقوط متناسب است.
به گفته دکتر"ژانگ لی وانگ" سرپرست این پژوهش، با افزایش ولتاژ خروجی، به طور طبیعی توان خروجی نیز افزایش پیدا می‌کند. این امر برای تمام برنامه‌های کاربردی دستگاه‌های الکترونیکی کوچک، لوازم الکترونیک قابل حمل و حسگرهای بی سیم ضروری است.
پژوهشگران نشان داده‌اند که توان خروجی حاصل شده به اندازه کافی برای تامین انرژی یک LED 1.9 ولتی تجاری نیز زیاد است.
خلاف سایر نانو ژنراتورها، این دستگاه به واحد ذخیره ساز انرژی نیاز ندارد. این مزیت به این معناست که می‌توان سیستم‌های "خود توانی" را در انجام عملیات‌هایی در طیف گسترده‌ای از محیط، قادر ساخت.
بر اساس این گزارش، ژنراتور تولیدی می‌تواند در حوزه‌های زیستی نیز کاربرد داشته باشد. طی این پژوهش، محققان با استفاده از نانوژنراتور، عصب سیاتیک یک قورباغه را تحریک کرده و باعث انقباض عضله ساق پا (گاسترو کنمیوس) شد.
محققان اعلام کردند گام بعدی در این تحقیق، افزایش توان خروجی برای برطرف کردن هرچه بیشتر نیازهای صنعتی خواهد بود.
جزییات این پژوهش در مجله "Nano Letters" منتشر شده است.