Co to jest nanogenerator?

Nanogenerator to dowolne urządzenie w nanoskali służące do generowania energii. Zwykle oznaczałoby to wymiary mniejsze niż mikron (1000 nanometrów lub 1/1000 milimetra), ale w praktyce słowo to zostało użyte do opisania generatorów o średnicy 2 mm lub 2 000 000 nanometrów. Alternatywnie, nanogenerator może być dowolnym generatorem, który wykorzystuje narzędzia w skali nano, takie jak nanodruty, do generowania elektryczności.

Do tej pory termin „nanogenerator” był używany głównie w odniesieniu do pracy Zhong Lin Wanga i współpracowników z Georgia Institute of Technology. Zespół Wanga zbudował nanogenerator, który wykorzystuje szereg nanodrutów z tlenku cynku do przekształcania fal ultradźwiękowych w elektryczność. Nanogenerator wykorzystuje efekt piezoelektryczny, zjawisko występujące w niektórych materiałach, w którym naprężenia mechaniczne przekształcane są bezpośrednio w prąd elektryczny. Wang wizualizuje nanogenerator wbudowany w przyszłe nanomaszyny lub implanty, które mogą uzyskać energię bezpośrednio z wibracji w ludzkim ciele wywołanych przez układ krążenia. Prototypowy nanogenerator dr Wanga miał rozmiar 2 mm, ale ma nadzieję, że zmniejszy go do rozmiaru nanoskali i przygotuje do przyjęcia do 2011 roku.

Kiedy Eric Drexler po raz pierwszy wymyślił maszyny w nanoskali pod koniec lat 70. XX wieku, jednym z głównych zastrzeżeń dotyczących ich wykonalności było: „Jak mają być zasilane?” Praca dr Wanga odpowiedziała na to pytanie, gdy została zaprezentowana w 2007 r. Mimo to podejście polegające na wykorzystaniu piezoelektryczności do zasilania nanourządzeń jest wciąż tylko jednym z wielu innych możliwych podejść do generowania lub dystrybucji energii w nanoskali, obejmujących energię chemiczną, wykorzystanie nanodrutów do kierowania energia ze źródła makroskali, pozyskiwanie energii bezpośrednio z ciepła lub generator oparty na falach elektromagnetycznych, takich jak promieniowanie UV.

Mimo że zespół dr Wanga przyćmił cień, w nanogeneratorach pracowano także nad innymi. Dziesiątki, jeśli nie setki grup akademickich i branżowych prowadzą badania nad wytwarzaniem energii w nanoskali. Wytwarzanie energii w nanoskali może oferować ulepszenia rzędu wielkości w zakresie wytwarzania energii i gęstości magazynowania w stosunku do obecnych technologii. Może to umożliwić samochody elektryczne, które mogą przejechać setki, a nawet tysiące mil bez doładowania, jeśli technologia wystarczająco się rozwinie.