دانشمندان مؤسسه فناوری جرجیا توانستهاند برای جمعآوری انرژی مکانیکی از حرکات بدن تحت شرایط یک محیط مصنوعی، یک نانوژنراتور بسازند که از حرکات عضلهها نیرو میگیرد.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، آنها با استفاده از این نانوژنراتور تبدیل انرژی زیستمکانیکی به الکتریسیته را شرح دادهاند.
ژانگ لین وانگ، سرپرست این دانشمندان میگویند که اگر چه این نانوژنراتورها تحت شرایط یک محیط طبیعی قابل استفاده میباشند، اما قبل از بکارگیری آنها در داخل بدن باید بعضی از مسائل مهم از قبیل زیستسازگاری و سمیتشان بررسی شود.
این پژوهشگران با کاشت یک نانوژنراتور در یک موش زنده برای جمعآوری انرژی تولیدشده به وسیله تنفس و تپش قلبش، برای اولین بار به کارگیری فناورینانو برای تبدیل حرکت فیزیکی بسیار کوچک به الکتریسیته در یک محیط طبیعی را شرح دادهاند.
وانگ میگوید: مطالعه ما توان بالقوه بهکارگیری نانوژنراتورها را برای جمعآوری انرژی عضلهای فرکانس پایین تولیدشده به وسیلهی یک حرکت فیزیکی بسیار کوچک را نشان میدهد. این انرژی را میتوان به الکتریسیته تبدیل کرد و برای راندن افزارهها در داخل محیط طبیعی استفاده کرد.
نانوژنراتور انعطافپذیر ساخته شده به وسیلهی این محققان بر کشیدن و رهاکردن دورهای یک نانوسیم پیزوالکتریک که در دوانتها به الکترودهای فلزی متصل است، مبتنی میباشد. این نانوسیم و الکترودهای فلزی به یک بستر انعطافپذیر محکم متصل شدهاند.
این پژوهشگران برای آزمایشات خود از یک نانوسیم اکسید روی پیزوالکتریک با قطری بین ١٠٠ تا ٨٠٠ نانومتر و طولی بین ١٠٠ تا ٥٠٠ میکرومتر استفاده کردند. این نانوسیم با استفاده از یک فرآیند ترسیب بخار فیزیکی رشد داده شده بود.
وانگ توضیح داد: ما دو انتهای این نانوسیم را با استفاده از چسب نقره محکم به سطح یک بستر پلیآمیدی انعطافپذیر ثابت کردیم و دو سیم سربی نیز به این دو انتها متصل کردیم. به دلیل حضور سیالات زیستی در محیط طبیعی، کل این افزاره را با یک پلیمر انعطافپذیری پوشش دادیم.
این نانوژنراتور برای تبدیل انبساط و انقباض دورهای دیافراگم یک موش به الکتریسیته، به وسیلهی یک چسب بافتی به سطح دیافراگم متصل شد. این محققان در طول مدت استنشاق (دم) یک پالس جریان/ ولتاژ مثبت مشاهده میکردند که بلافاصله بهنگام بازدم به پالس جریان / ولتاژ منفی تبدیل میشد. بهطور متوسط، بزرگی این سیگنالهای ولتاژ و جریان به ترتیب یک میلی ولت و یک پیکوآمپر بود.