США создали самый тонкий в мире электрический генератор

США создали самый тонкий в мире электрический генератор

Группа ученых из Колумбийского университета и Технологического института Джорджии, возглавляемая профессором Джеймсом Хоном (James Hone), продемонстрировала, что тонкий слой дисульфида молибдена (MoS2) при определенных условиях может являться источником электрической энергии в случае, когда слой этого материала подвергается механической деформации. Созданный учеными на основе дисульфида молибдена, молибденита, электрический генератор является очень легким, гибким и его с уверенностью можно назвать самым тонким электрическим генератором в мире.

Следует отметить, что физический эффект, который отвечает за производство электричества при деформации материала, называется пьезоэлектрическим эффектом. Этот эффект хорошо известен и широко используется людьми в самых различных областях. Но данный случай с дисульфидом молибдена является первым случаем в истории науки, когда пьезоэлектрический эффект наблюдается у материала столь малой толщины. Еще интересен тот факт, что дисульфид молибдена в его естественном виде абсолютно не демонстрирует никаких пьезоэлектрических свойств. И лишь в прошлом году ученые получили теоретические доказательства возможности проявления пьезоэлектрического эффекта в монослое такого материала.

"Дисульфид молибдена является материалом условно одноатомной толщины. Гибкие и прозрачные устройства на основе этого материала могут быть включены в предметы повседневного обихода и в одежду, где они при помощи энергии ваших движений могут вырабатывать электрическую энергию, приводящую в действие медицинские устройства и малопотребляющую носимую электронику" - рассказывает профессор Джеймс Хон, - "И вполне вероятно, что мощности, вырабатываемой такими электрическими пьезогенераторами, может вполне хватить для подзарядки вашего мобильного телефона, лежащего в вашем же кармане".

Опытный образец гибкого пьезогенератора представляет собой эластичное полимерное основание, на которое нанесено несколько слоев дисульфида молибдена, соединенных крошечными электродами в определенной последовательности. Эти же электроды служат для отвода вырабатываемой энергии и для проведения измерений электрических параметров устройства при различных видах механической деформации, которой оно подвергалось во время испытаний. Испытания показали, что один слой дисульфида молибдена вырабатывает максимальное напряжение около 15 мВ при токе 20 пА, а эффективность преобразования механической энергии в электрическую составляет 5.08 процента, что весьма немало для пьезоэлектрических генераторов.

Во время испытаний ученые обнаружили, что наибольшее электрическое напряжение вырабатывается генератором при нечетном количество слоев дисульфида молибдена и при сгибании его структуры строго в определенном направлении. При сгибании генератора в других направлениях его эффективность значительно снижается, а в некоторых случаях и падает до нуля.

И в заключение следует заметить, что дальнейшие работы в этом направлении позволят ученым повысить эффективность преобразования энергии пьезогенераторами на основе дисульфида молибдена и снизят их зависимость от направления деформации. После этого такие генераторы смогут стать источниками энергии для электронных устройств, приводимых в действие естественными движениями человека, энергией ветра, воды и других источников механических колебаний.

Newsland.ru

Похожие новости:
Компания Altaeros Energies испытала ветряной генератор
Компания Altaeros Energies разработала инновационный ветряной генератор Airborne Wind Turbine (AWT), что успешно взлетел на высоту в 107 метров, где заработал в полную мощь. Тестирование показало очень даже неплохие результаты, так производительность дирижабля оказалась в два раза больше производительности обычного ..
2014-04-01 2852 0 Технология
0
Американские инженеры разработали самый быстрый фотодиод
Американские инженеры разработали гибкий кремниевый фотодиод — самый быстрый и чувствительный из всех имеющихся на рынке. Об изобретении сообщается в журнале Advanced Optical Materials. Коротко об этом рассказало издание Nature World Report.Подобно глазам человека фотодиоды преобразуют попавший ..
2015-11-03 1599 0 Технология
1
На защиту людей поставят лазерный громоотвод
Любопытное физическое явление станет на защиту людей от молний. Учёные из Франции обнаружили, что при помощи ультракоротких вспышек лазера можно перенаправить опасный разряд. Физики выяснили, что фемтосекундный лазер может создавать нити из ионизированного газа, работающие также как и электрические провода. ..
2012-03-25 2556 0 Технология
0
Создана более совершенная электронная кожа для роботов
Исследователи из Технологического института Джорджии разработали умную кожу для роботов, которая позволит им ощущать прикосновения. Кожа состоит из массивов пьезотранзисторов, созданных на основе вертикально ориентированных нанонитей из оксида цинка. Подобные массивы превращают любое механическое воздействие в электрический ..
2013-05-3 1504 0 Технология
1
Российские физики построили быстрый и надежный генератор случайных чисел
Физики из МГУ и МИФИ построили генератор, позволяющий получать последовательности случайных чисел со скоростью 75 мегабит в секунду. В качестве источника случайности устройство использует процесс поглощения фотонов атомами фотоумножителей. Статья опубликована в Laser Physics Letters.Чтобы зашифровать информацию, ..
2017-11-28 3940 0 Технология
1
Российские ученые создали миниатюрный ядерный генератор переменного напряжения
Уникальный ядерный источник энергии прослужит более 50 лет.Созданный российскими учеными элемент питания очень миниатюрен: длина всего 1 см, высота 0,5 см. Выдерживает температуры от минус 100С до плюс 150С. Он вырабатывает напряжение 10 вольт и выше. Из таких ячеек можно набрать ..
2016-03-16 3167 0 Технология
0
Японские ученые создали экран из мыльного пузыря
Ученый Yoichi Ochiai со своими коллегами из Токийского университета создали из мыльного пузыря самый тонкий в мире дисплей, способный показывать яркие насыщенные изображения. При этом картинка может быть плоской, текстурированной и даже трехмерной. В отличие от обычных непрозрачных дисплеев, ..
2012-07-1 1834 0 Технология
0
Супергенератор Ника — импульс для научной революции
Российские ученые создали генератор, мощность которого сопоставима с таковой ядерного реактора. Об этом заявил вице-президент академии наук академик Геннадий Месяц.Как он сообщил, аппарат может стать импульсом для новой научно-технической революции с применением в самых разных отраслях, ..
2012-04-4 2470 0 Технология
0
Генераторы Росси: скорый конец сырьевой энергетике?
Энергогенератор, созданный скандально известным изобретателем Андреа Росси, ждет получения лицензии и начала коммерческого распространения под маркой ECAT. Как сообщают разработчики технологии ECAT, первый LENR-генератор для домашнего пользования будет доступен уже в 2012-2013 годах - после прохождения сертификации. ..
2012-07-4 9106 0 Технология
0
Стоматологи нашли способ лечить зубы без бормашин и пломб
Британские врачи планируют заживлять зубную эмаль быстро и безболезненно, с помощью слабых разрядов электрического тока. О новой технологии сообщается на сайте Королевского колледжа Лондона. «Электрическая реминерализация» зуба резко ускоряет естественный процесс насыщения эмали кальцием и фосфатом. ..
2014-06-20 2147 0 Технология
0
Японский ученый создал микрогенератор
Японский исследователь Тошиюки Уэно изобрел крохотный виброгенератор (2 мм высота x 3 мм ширина x 12 мм глубина), преобразующий вибрации в электрический ток. Представленный Уэно экземпляр оказался в 22 раза эффективнее (энергетическая плотность - 22 мВт/см3), чем современные вибрационные генераторы (энергетическая плотность - 1 мВт/см3). Разработанное устройство, ..
2013-09-29 2382 0 Технология
0
Учёные разработали ультратонкий светодиод
На сегодняшний день техника далеко шагнула в перёд, прошли те времена, когда мы пользовались мониторами с электро-лучевыми трубками. Сейчас вся техника перешла на использование светодиодов, это касается как мониторов, так и телевизоров. С этим переходом человечество получило отличную картинку, замечательную цвета передачу, ..
2014-03-12 1612 0 Технология
0
Японские ученые передали энергию по воздуху на 55 метров
Японским ученым из исследовательского центра JAXA удалось передать энергию беспроводным способом на расстояние в 55 метров. Как считают исследователи, это первый шаг на пути к получению солнечной энергии из космоса для ее применения на Земле.Но пока что речь идет об успешной передаче всего 1,8 киловатт энергии ..
2015-03-21 1950 0 Технология
2
Ученые создали новую систему формирования радиосигналов
Команда инженеров из Колумбийского Университета создала нано -механическую систему с возможностью формирования радиосигналов FM. Другими словами, они построили то, что является фактически самым маленьким в мире FM радио передатчиком. Используя графен (один атомный слой углерода признанный за его прочность и превосходные электрические ..
2013-12-4 1408 0 Технология
0
Новая технология увеличит мощность электростанций
Норвежская государственная электрическая компания Starkraft еще в ноябре 2009 года построила первый в мире прототип осмотической электростанции. Такая станция генерирует электроэнергию из разницы концентрации солености  между речной и морской водой. Данный метод имеет  экологическую составляющую. Но коммерческое ..
2013-03-13 2210 0 Технология
0