Сконструирован пьезоэлектрический генератор на основе нановолокон

Группа учёных из Стивенсовского технологического института (США) и Принстонского университета (США) сконструировала пьезоэлектрический генератор на основе гибких нановолокон.

При создании устройства были использованы нановолокна длиной около 500 мкм и диаметром 60 нм, выполненные из цирконата-титаната свинца (PZT). PZT имеет большие пьезоэлектрическую постоянную и диэлектрическую проницаемость, что выгодно отличает его от многих других материалов (к примеру, от поливинилиденфторида), применяемых для преобразования механической энергии в электрическую. Кроме того, нановолокна PZT, полученные методом электропрядения, сохраняют высокую гибкость и прочность.

В конструкции генератора нановолокна располагаются на предварительно созданных массивах платиновых электродов, размещаемых, в свою очередь, на кремниевой подложке. Сверху PZT защищён полимерным слоем полидиметилсилоксана (PDMS).

При механической деформации устройства на его выходе появляется напряжение; исследователи указывают значение 1,63 В, а отдаваемая мощность составляет 0,03 мкВт. Эти величины заметно превосходят показатели генераторов сравнимого объёма, созданных с использованием полупроводниковых нанопроводов.

Подобные генераторы могут играть роль источников питания биологических и беспроводных датчиков, а также разнообразной носимой электроники.

«Одной из основных проблем современных вживляемых биомедицинских устройств считается их зависимость от батарей, которые необходимо периодически менять или перезаряжать, - замечает коллега авторов Артур Риттер (Arthur Ritter). - Теперь у нас появляется возможность восполнять запасы энергии естественным путём». Генераторы также могли бы обслуживать микроскопических роботов, которые будут действовать в организме человека.