Een team van ingenieurs van de Universiteit van Alberta heeft een nieuwe manier ontwikkeld om elektrische stroom te produceren die draagbare apparaten of sensoren kan opladen die alles bewaken, van pijpleidingen tot medische implantaten. De ontdekking zet een nieuwe wereldstandaard in apparaten die tribo-elektrische nanogeneratoren worden genoemd door een DC met hoge dichtheid te produceren stroom - een enorme verbetering ten opzichte van AC-stromen van lage kwaliteit die door andere onderzoeksteams zijn geproduceerd.

juni Liu, een promovendus die werkt onder supervisie van professor in de chemische technologie Thomas Thundat, deed onderzoek dat niets te maken had met deze kleine generatoren, met behulp van een apparaat dat een atoomkrachtmicroscoop wordt genoemd. Het levert beelden op atomair niveau met behulp van een kleine cantilever om een ​​object te "voelen", op dezelfde manier waarop u iets over een object te weten kunt komen door er met uw vinger over te gaan. Liu vergat op een knop te drukken die elektriciteit op het monster zou toepassen, maar hij zag nog steeds een stroom uit het materiaal komen.

"Ik wist niet waarom ik een stroming zag, " herinnerde hij zich.

Een theorie was dat het een anomalie of een technisch probleem was, of interferentie. Maar Liu wilde het tot op de bodem uitzoeken. Uiteindelijk legde hij de oorzaak vast op de wrijving van de sonde van de microscoop op het materiaal. Het is alsof je over een tapijt schuifelt en dan iemand aanraakt en hem een ​​schok geeft.

Het blijkt dat de mechanische energie van de cantilever van de microscoop die over een oppervlak beweegt, een stroom van elektriciteit kan opwekken. Maar in plaats van alle energie in één keer los te laten, het U of A-team genereerde een constante stroom.

"Veel andere onderzoekers proberen stroom te genereren in de prototypefasen, maar hun prestaties worden beperkt door de huidige dichtheid die ze krijgen - dat is het probleem dat we hebben opgelost, " zei Liu.

"Dit is groot, "zei Thundat. "Tot nu toe, wat andere teams hebben kunnen doen, is zeer hoge spanningen genereren, maar niet de stroom. Wat Jun heeft ontdekt, is een nieuwe manier om een ​​continue stroom van hoge stroom te krijgen."

De ontdekking betekent dat generatoren op nanoschaal het potentieel hebben om stroom te oogsten voor elektrische apparaten op basis van beweging en trillingen op nanoschaal:een motor, verkeer op een rijbaan - zelfs een hartslag. Het kan leiden tot technologie met toepassingen in alles van sensoren die worden gebruikt om de fysieke sterkte van constructies zoals bruggen of pijpleidingen te bewaken, de prestaties van motoren of draagbare elektronische apparaten.

Liu zei dat de toepassingen alleen worden beperkt door verbeeldingskracht.

De U of A-bevindingen verschijnen in de nieuwste editie van het tijdschrift Natuur Nanotechnologie .