af.llcitycouncil.org
Innovasie

Nanogenerators: Die slimste dinge wat jy nog nooit gesien het nie

Nanogenerators: Die slimste dinge wat jy nog nooit gesien het nie



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Ongelooflike vooruitgang in nanotegnologie, insluitend biomediese en draagbare elektronika, vereis vernuwings in geskikte kragbronne. Nanogenerator-tegnologie styg vorentoe om in hierdie behoefte te voorsien.

Wat is Nanogenerators

Die woord nano beteken miljardste, dus is 'n nanometer een miljardste meter. Dit is die klein wêreld waarin nanogenerators werk, slegs sigbaar deur mikroskope met 'n hoë krag. Om krag op hierdie skaal op te wek, benodig u gespesialiseerde metodes om energie te oes. Die drie tipes nanogenerators wat tans deur navorsers regoor die wêreld ontwikkel word, is piëzo, elektriese en pyro-elektriese. So, hoe werk hierdie klein wonderwerke?

Piëzo-elektriese nanogenerators

[Beeldbron: Wikimedia]

Piëzo-elektriese nanogenerators gebruik die piëzo-elektriese effek om elektrisiteit op te wek. Van die Griekse woord piezein, betekenis druk, beskryf die piëzo-effek die skepping van 'n elektriese veld in reaksie op vervorming van die kristalstruktuur van die materiaal. Dit kom voor as gevolg van die verandering in die relatiewe posisie van gepolariseerde molekules binne die struktuur. Vervorming kan plaasvind deur die toepassing van direkte druk of deur vibrasie.

Tribo-elektriese nanogenerators

[Beeldbron: Wikimedia]

Die triboelektriese effek beheer die werking van tribo-elektriese nanogenerators. Van 'n ander Griekse woord tribo, betekenis vryf, is die tribo-elektriese effek die verskynsel waardeur elektrone deur kontak van een materiaal na 'n ander oorgedra word, wat 'n verskil in elektriese potensiaal tussen die twee oppervlaktes skep.

Pyro-elektriese nanogenerators

Soos u sou verwag, gebruik pyro-elektriese nanogenerators die pyro-elektriese effek. Hierdie effek beskryf die opwekking van 'n spanning via 'n hitteverskil. Spanning vind plaas in sekere materiale wanneer dit verhit word, as gevolg van klein posisionele veranderinge van gepolariseerde atome binne die struktuur.

Anatomie van 'n nanogenerator

[Beeldbron: Wikimedia]

Die keuse van materiale waaruit 'n nanogenerator bestaan, hang af van die metode om energie te versamel. 'N Toonaangewende groep navorsers in nanogeneratortegnologie werk uit die Georgia Institute of Technology. Hierdie span, gelei deur professor Zhong Lin Wang, konsentreer hul pogings op piëzo-elektriese nanogenerators, met behulp van sinkoksied (ZnO) nanodrade.

'N Ander navorsingspan het op 'n nano-skaal 'n ander benadering tot die opwekking van piezo-elektrisiteit gevolg. Hulle keuse materiaal is lood sirkonaat titanaat (PZT). Hierdie materiaal is uiters broos, maar 'n problematiese eienskap vir 'n materiaal wat onder spanning is. Die span het 'n unieke manier bedink om dit te omseil, deur die PZT in nanobande te vorm en dit in 'n golfagtige patroon te vorm.

Aansoeke

Van sensore tot draagbare elektronika groei die verskeidenheid beskikbare nanotegnologieë elke jaar. Ongelooflike innovasies in die biogeneeskunde die afgelope jare herinner aan ons wetenskapfiksiedrome van die 1980's. Inplantbare mediese toestelle benodig konstante, betroubare krag en indringende chirurgie om batterye te vervang, is 'n minder perfekte oplossing. Die outomatiese bewegings van die liggaam, insluitend die hartklop en asemhaling, kan die kinetiese energie verskaf wat deur piëzo-elektriese nanogenerators benodig word. Die kleinste bewegings veroorsaak wrywing met die potensiaal om tribo-elektriese nanogenerators aan te dryf. Afvalhitte-energie is volop in die menslike liggaam, wat brandstof bied vir pyro-elektriese nanogenerators.

[Beeldbron: Wikimedia]

In 2012 was daar massiewe vooruitgang in die digtheid van die uitsetkrag van nanogenerators, en die groeiende aantal navorsers regoor die wêreld toon geen teken dat hierdie vordering vertraag word nie. Van tegnologie wat in u klere ingebed is tot inplantings onder die vel, nanogenerators belowe om die toekoms van nanotegnologie baie gebruikersvriendeliker te maak.

SIEN OOK: 3 futuristiese gebruike van koolstofnanobuise

Geskryf deur Jody Binns


Kyk die video: Triboelectric Nanogenerators