奈米線將振動轉化為電能

目標:在戰場和人體內自供電的奈米技術

加入我們的科學愛好者社群!

研究人員透過用超聲波衝擊微小的奈米線,產生了一絲電流。如果他們能將這涓涓細流變成一股洪流,這項技術可能會將日常振動轉化為微型感測器的電力,這些感測器可以散佈在環境中或植入人體內。

眾所周知,奈米技術意味著非常小的東西,例如可以放置在體內監測血糖或在戰場上嗅探毒氣的感測器。但儘管這些裝置非常精密,它們仍然受到外部電源的限制。“整個裝置的尺寸取決於電源的尺寸,”佐治亞理工學院的奈米技術專家王中林說。此外,他說,電池需要有毒化學物質,並且必須定期更換。

為了製造奈米技術電源,王中林從氧化鋅奈米細線具有壓電性的事實出發,這意味著它們在彎曲時會產生電荷。他和他的團隊在半導體基板上生長了一片這種導線森林,並在其上方緊密放置了一個波紋矽電極[見圖]。


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。


王中林說,穿過裝置的超聲波使電極來回振動,這反過來又使導線像牙刷上的刷毛一樣來回彎曲。產生的電荷轉移到覆蓋電極的金屬層上——瞧,一個 500 奈米線的陣列產生了一納安培的電流,該團隊在本週的《科學》雜誌上報道。

王中林說,為了真正為一個簡單的電子裝置(如二極體或電晶體)供電,他必須將裝置上的電荷從目前的毫伏提高到至少半伏。他說他計劃使奈米線更均勻,堆疊多個陣列,並新增電容器,以積累電荷。

© .