Forskere opdager en ny måde at drive elektriske enheder på

Et team af ingeniører fra University of Alberta udviklede en ny måde at producere elektrisk strøm på, der kan oplade håndholdte enheder eller sensorer, der overvåger alt fra rørledninger til medicinske implantater. Opdagelsen sætter en ny verdensstandard inden for enheder kaldet triboelektriske nanogeneratorer ved at producere en højdensitet DC strøm - en enorm forbedring i forhold til lavkvalitets AC-strømme produceret af andre forskerhold.

juni Liu, en ph.d.-studerende, der arbejder under vejledning af kemiingeniørprofessor Thomas Thundat, udførte forskning uden relation til disse små generatorer, ved hjælp af en enhed kaldet et atomkraftmikroskop. Det giver billeder på atomniveau ved hjælp af en lille cantilever til at "føle" et objekt, på samme måde kan du lære om et objekt ved at føre en finger hen over det. Liu glemte at trykke på en knap, der ville anvende elektricitet til prøven - men han så stadig en strøm komme fra materialet.

"Jeg vidste ikke, hvorfor jeg så en strøm, "huskede han.

En teori var, at det var en anomali eller et teknisk problem, eller interferens. Men Liu ønskede at komme til bunds i det. Til sidst fastslog han årsagen på friktionen af ​​mikroskopets sonde på materialet. Det er som at blande sig hen over et tæppe og derefter røre ved nogen og give dem et chok.

Det viser sig, at den mekaniske energi fra mikroskopets cantilever, der bevæger sig hen over en overflade, kan generere en strøm af elektricitet. Men i stedet for at frigive al energien i et stød, U af A-holdet genererede en konstant strøm.

"Mange andre forskere forsøger at generere strøm på prototypestadierne, men deres præstationer er begrænset af den nuværende tæthed, de får - det er det problem, vi løste, " sagde Liu.

"Det her er stort, sagde Thundat. Indtil videre, hvad andre hold har været i stand til er at generere meget høje spændinger, men ikke den nuværende. Det, Jun har opdaget, er en ny måde at få kontinuerlig strøm af højstrøm på."

Opdagelsen betyder, at generatorer i nanoskala har potentialet til at høste strøm til elektriske enheder baseret på bevægelse og vibration i nanoskala:en motor, trafik på en vejbane - endda et hjerteslag. Det kan føre til teknologi med applikationer i alt fra sensorer, der bruges til at overvåge den fysiske styrke af strukturer som broer eller rørledninger, ydeevnen af ​​motorer eller bærbare elektroniske enheder.

Liu sagde, at applikationerne kun er begrænset af fantasi.

U of A-resultaterne vises i den seneste udgave af tidsskriftet Natur nanoteknologi .