Che cos'è un nanogeneratore?

Un nanogeneratore è un dispositivo su scala nanometrica utilizzato per generare energia. Di solito questo significherebbe dimensioni inferiori a un micron (1000 nanometri o 1/1000 di millimetro), ma in pratica la parola è stata usata per descrivere generatori grandi come 2 mm o 2.000.000 di nanometri di diametro. In alternativa, un nanogeneratore può essere qualsiasi generatore che utilizza strumenti in nanoscala, come i nanofili, per generare elettricità.

Finora, il termine "nanogeneratore" è stato utilizzato principalmente in riferimento al lavoro di Zhong Lin Wang e dei colleghi del Georgia Institute of Technology. Il team di Wang ha costruito un nanogeneratore che utilizza una serie di nanofili di ossido di zinco per convertire le onde ultrasoniche in elettricità. Il nanogeneratore sfrutta l'effetto piezoelettrico, un fenomeno mostrato da alcuni materiali per cui lo stress meccanico viene convertito direttamente in corrente elettrica. Wang visualizza il nanogeneratore incorporato in future nanomacchine o impianti che possono ottenere energia direttamente dalle vibrazioni all'interno del corpo umano causate dal sistema circolatorio. Il prototipo di nanogeneratore del Dr. Wang aveva una dimensione di 2 mm, ma spera di ridurlo alla dimensione della nanoscala e renderlo pronto per l'adozione entro il 2011.

Quando le macchine su scala nanometrica furono concepite per la prima volta da Eric Drexler alla fine degli anni '70, una delle principali obiezioni sollevate riguardo alla loro fattibilità era "Come devono essere alimentate?" Il lavoro del Dr. Wang ha risposto a questa domanda quando è stato presentato nel 2007. Tuttavia, l'approccio dell'utilizzo della piezoelettricità per alimentare i nanodispositivi è ancora solo uno dei tanti - altri possibili approcci alla generazione o alla distribuzione di energia su nanoscala includono l'energia chimica, usando i nanofili per canalizzare energia da una fonte macroscala, che ottiene energia direttamente dal calore o un generatore basato su onde elettromagnetiche come la luce UV.

Sebbene offuscato dal team del Dr. Wang, ci sono stati altri lavori nei nanogeneratori. Decine se non centinaia di gruppi accademici e industriali stanno facendo ricerche sulla generazione di energia su nanoscala. La generazione di energia su scala nanometrica può offrire ordini di miglioramenti di magnitudo nella generazione di energia e nella densità di stoccaggio rispetto alle tecnologie attuali. Ciò potrebbe consentire alle auto elettriche che possono funzionare per centinaia o addirittura migliaia di miglia senza ricarica, se la tecnologia avanza abbastanza.