В Ростове ученые Южного федерального университета создают наногенераторы, которые преобразовывают городской шум в электрическую энергию. Устройства станут источниками автономного питания для телефонов, часов, наушников и прочего.
Исследованием занимаются сотрудники Института нанотехнологий, электронники и приборостроения. Они выбрали в качестве материала нанотрубки с добавлением азота. Они преобразовывают деформации и вибрации городского шума, движений и разговоров людей в электрическую энергию. Этот процесс еще называют пьезоэлектрическим эффектом.
- Идея по разработке наногенераторов на основе преобразования механической энергии окружающей среды в электрическую энергию с помощью пьезоэлектрического эффекта в наноразмерных структурах была заложена в 2006 году. И с тех пор идет поиск подходящего материала для ее реализации, - говорит кандидат технических наук, доцент Марина Ильина.
Среди материалов, обладающих пьезоэлектрическими свойствами, одни - хрупкие и токсичные из-за свинца в составе. Свойства других недостаточно высокие для эффективного преобразования энергии.
Ученые исследовали влияние геометрических и механических параметров на пьезоэлектрические параметры. Выяснилось, что азот в нанотрубках увеличивает их и, соответственно, величину генерируемого тока. Исследователи также установили, что при небольших значениях отношения длины к диаметру трубок, 7 - 30, их эффективность возрастает. Однако при больших значениях аспектного отношения зависимость уходит в насыщение.
- Результаты данного исследования показывают, что легированные азотом углеродные нанотрубки являются превосходным кандидатом для разработки высокоэффективных наногенераторов благодаря сочетанию высоких механических и пьезоэлектрических свойств, что позволяет сделать существенный шаг вперед для практической реализации данной идеи, -прокомментировала Марина Ильина.
По оценке специалистов, преобразованной таким образом электрической энергии будет достаточно для подзарядки техники.
Автор: Михаил СТРИЖЕВ