Американски учени са измислили микрогенератор

Микрогенератор е измислен от съвместните усилия на учени от Технологичния институт (Грузия) и Колумбийския университет. Дебелината му е сравнима с дебелината на материал, състоящ се от атоми, разположени в един слой. Подробности за това изобретение могат да бъдат намерени в научната публикация Nature.
Практическото приложение (според учените) ще се основава на използването на енергия, произведена от веществото, по време на разтягане и компресия. Такъв материал може да бъде интегриран във влакната на облеклото, чиято облицовка е зашита на сензорите на място. От тях енергията ще бъде прехвърлена на пейсмейкър, мобилен телефон или друга електронна притурка.
Микрогенераторът работи на принципа на пиезоелектричен елемент, който произвежда електричество, когато материалът е компресиран и опънат. Това свойство на пиезоелектриците вече се използва при създаването на подови настилки, които генерират електрическа енергия при ходене по тях.
Демонстрация на възможността за производство на микро-генератор чрез материал, създаден от двумерен молибденов дисулфид (химична формула - MoS2), като описаните свойства. Молибдендисулфидът се депозира от много тънък слой (на един ред от атоми) върху пластмасова гъвкава плоча. Ние използвахме оптично оборудване с висока разделителна способност: с нейна помощ е възможно да се изгради кристалната решетка на субстанцията, имаща желаните характеристики само в определена ориентация на атомни слоеве. Структурата на MoS2 влияе пряко върху проявлението на пиезоелектричния ефект: необходимо е броят на слоевете от атоми да е нечетен. При четен брой слоеве се получава само-компенсация (веществото става неутрално за електричеството). Електродите, получени от молибденов дисулфид, се разделят на тънки "люспи", които, когато се деформират, произвеждат електричество.
В хода на експеримента се наблюдава, че изходното напрежение зависи от посоката, в която е огънат материалът. Също така се установява зависимостта на пиезоелектричните свойства от дебелината на материала: електрическата енергия се произвежда с дебелина на един атом. Този ефект се обяснява с факта, че съседните слоеве на MoS2 имат различен натоварен заряд, в резултат на което веществото става неутрално.
Както показва експериментът, една плоча от веществото е способна да произведе напрежение до 5 mV с ток на тока до 20 pA. Около 5% от механичната енергия може да се превърне в електрическа енергия. Такива микрогенератори могат да бъдат използвани за осигуряване на електрическа енергия за автономни министеми, използвани в различни области на науката и технологиите.