Научный подход автор: shotlandec | 18-02-2008, 10:30

Шатающаяся консоль вырабатывает ток из света

2

Новое устройство может превращать в электричество солнечный свет, тепло, вибрации и даже дуновения ветерка. Проекты таких интегрированных «сборщиков» даровой энергии мы видели не раз. Но новичок выделяется на их фоне: все указанные источники без запинки переваривает одна и та же деталь. Она заменяет несколько генераторов разного типа.Авторы изобретения — доктор Лун Цюэ (Long Que) и его команда из технологического университета Луизианы (Louisiana Tech). Пришли они к идее генератора случайно. Экспериментируя с микроскопическими устройствами на основе разных материалов, учёные заметили автономные колебания крохотной консоли, покрытой слоем из углеродных нанотрубок.Поставив серию опытов, исследователи убедились, что колебания действительно происходят «сами собой» до тех пор, пока на консоль падает свет. Причём это мог быть и свет от лампы, и обычный солнечный — на улице. Разобравшись с тонкостями процесса, физики создали генератор, использующий удивительное свойство этой консоли.
Шатающаяся консоль вырабатывает ток из света

Материал CNF. Обычная фотография и снимок электронного микроскопа (иллюстрация Venu Kotipalli et al./Applied Physics Letters).
В основу устройства легла тончайшая плёнка из армии нанотрубок (carbon nanotube film — CNF). Именно она изгибается под действием света. Причём реагирует на волны как видимого, так и инфракрасного диапазона (на последний — особенно хорошо).Как только консоль достигает максимального смещения, оно уменьшается, потом вновь возрастает. И так цикл за циклом. Без излучения перемещение исчезает.Наблюдаемый эффект учёные окрестили самостоятельным возвратно-поступательным движением (self-reciprocation). Физики говорят, что оно обусловлено поглощением фотонов, а также тем, что консоль обладает высокой электропроводностью и быстро рассеивает полученное тепло в окружающую среду.Теперь осталось только придумать, как преобразовать эти микроскопические колебания в ток. В качестве генератора авторы работы использовали известный более полувека пьезоэлектрический материал — цирконат титанат свинца (PZT). Эта керамика применяется в датчиках, конденсаторах, ультразвуковых излучателях и многих других изделиях. В новом генераторе PZT разместили между тонкими и гибкими электродами, а сверху покрыли тем самым слоем CNF.
Шатающаяся консоль вырабатывает ток из света

Схема прибора. Длина консоли составляет 20 миллиметров (иллюстрация Venu Kotipalli et al./Applied Physics Letters).
Опыт с устройством размером с монетку показал: будучи освещённым с интенсивностью 0,13 Вт/см2, оно вырабатывает мощность 2,1 микроватта при разности потенциалов до 10 вольт. При этом Лун Цюэ со товарищи полагают, что дальнейшая оптимизация конструкции (в частности, снижение внутреннего сопротивления) приведёт к повышению мощности.
Шатающаяся консоль вырабатывает ток из света

Профессор Лун Цюэ (на снимке) и его коллеги рассказали о своём опыте в статье в Applied Physics Letters и пресс-релизе университета (фото Louisiana Tech University).
Эксперименты также помогли выяснить, что консоль аналогично реагирует и на механические вибрации, и на слабые потоки воздуха. Получается, что одного этого прибора достаточно, чтобы получать энергию из нескольких источников. Так можно подпитывать, к примеру, миниатюрные беспроводные датчики, медицинские устройства, чипы для разных систем связи и так далее.Ранее изобретателям, мечтавшим о подобной «жатве», приходилось или выбирать какой-то один путь выработки электричества (микроскопические солнечные батареи, термоэлектрические генераторы, сборщики вибраций), или втискивать их все в единый корпус. Это слишком сложный подход. Вибрирующая консоль — явно проще.Из других интересных работ в области миниатюрных генераторов можно вспомнить кремниевый нанолес (его раскачивал ультразвук) и фотоячейку, одновременно обращающую в ток свет и тепло. Обе эти системы, довольно хитро устроенные, скрещивают разные явления. Но всё равно они не претендуют на энергетическую всеядность. По сочетанию простоты и достигаемого эффекта прибор из Луизианы обошёл их все.

3

Читайте так же:

10  

Статьи раздела Научный подход

Японцы создали комбинированный сборщик даровой энергии

Японцы создали комбинированный сборщик даровой энергииМиниатюрное устройство, которому прочат большое будущее в карманной электронике, сочетает в себе две способности: генерирует ток за счёт света и получает энергию из разности температур в окружающей среде.

Создана логическая наносхема для экстремальных условий

Создана логическая наносхема для экстремальных условийЭтот микроскопический вентиль работает при температуре до 500 °C. Успехом поделились Мехран Мехрегани (Mehran Mehregany) и его коллеги из университета Case Western Reserve.

Нанотрубки и взрывчатка породили новый физический эффект

Нанотрубки и взрывчатка породили новый физический эффектРаспространение ударных тепловых волн вдоль нанотрубки приводит к рождению мощного импульса тока: неожиданный метод генерации электричества нашли Майкл Страно (Michael Strano) и его коллеги из Массачусетского технологического института, а также корейского университета Сункхюнкхвана (Sungkyunkwan University).

Найден способ прямого перевода механической энергии в химическую

Найден способ прямого перевода механической энергии в химическуюМикроскопические вибрации и разные звуки, окружающие нас повсюду, плюс вода могут послужить источником водорода — прекрасного топлива. Столь необычное устройство создали Хуэйфан Сюй (Huifang Xu) и его коллеги из университета Висконсина, попутно обнаружив и новый эффект.

Японцы представили самозаряжающиеся батарейки

Японцы представили самозаряжающиеся батарейкиНеобычные батарейки-генераторы в размерах AA и AAA создала компания Brother Industries. Изобретение предназначено для устройств со скромным энергопотреблением (вроде пультов дистанционного управления), в которых замену батареек можно исключить полностью.

 (голосов: 0)

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.

Это интересно
.
Последние новости

Уход за старой кошкой

Хозяева зачастую, в суете дней не улавливают того момента когда их кошка стареет и нуждается в большем уходе. Внешне поведение может совсем не измениться, но звоночком может послужить изменение его поведения: апатия, потеря аппетита, увеличение продолжительности сна.


Алхимия: из низшего в высшее

Некоторые ученые полагают, что само понятие «алхимия» ведет свою историю от греческого термина «хио», которое означает «изливать» или «лить металл», поскольку очень многое в алхимии связано с металлами, разнообразными способами их получения и обработки.


Кольцо в небе над Венесуэллой

Необычное явление наблюдалось 21 июня 2003 г. в 20 километрах к западу от Каракаса. В 6 часов вечера люди заметили в небе странное плотное облако, по форме отдаленно напоминающее чечевицу.


Кресло исполняет желания

Есть на планете места, где удивительным образом тайное становится явным, а мечты вдруг приобретают вполне осязаемые реальные черты.


Призрак короля

Невероятно таинственная история случилась в 1792 г. В период французского революционного переворота. Таинственный призрак, повлиявший на течение исторических событий, предотвратил назревавшее кровопролитие между французами и австрийско-прусской империей.


Человек произошел от скрещивания шимпанзе со свиньей

Даже по сей день диспуты о происхождении человека не утихают, а становятся все горячее. Генетик из Америки выдвинул новую гипотезу о происхождении человека. Разработал он ее в университете Джорджии со своими коллегами.


Город оплавленных камней

Прибрежные равнины Перу, окруженные высокогорьем Анд считаются самой протяженной горной цепью, которую называют остовом Южного континента Америки. Здесь в нагорной долине, окруженной неприступными скалами, зарождающяяся империя кечуа, заложила основу своего государства Куско.


Загадочные двойники
Американец Адриан Браун работает шофером в частной охранной фирме. Каждую ночь объезжает объекты строго по установленному маршруту.


Человек по своей природе крайне суеверный, оттуда и берутся многочисленные приметы и разные народные суеверия. Этих суеверий великое множество. Так одни из самых распространённых имеют тематику «потерял- нашел». 


Женское имя - Лариса. Тайна имени
Лариса - имя, имеющее латинские корни. В переводе означает «чайка». Как вольная птица, Лариса все старается взмыть повыше в небо, то и дело подвергая сомнению законы гравитации.


Мужское имя - Геннадий. Тайна имени
Геннадий (в буквальном переводе означает «родовитый») - имя имеющее древнегреческие корни. И действительно, Геннадии часто находятся под гнетом своей родословной. 


Космический телескоп Хаббла.

Прошедшее столетие далеко продвинуло человеческие познания в сфере исследования нашей Вселенной. Было сделано множество открытий с помощью сложных оптических телескопов, расположенных в высокогорных исследовательских обсерваториях.



Титан – металл для освоения космических пространств.

Бездна космических глубин начинается сразу же за тонкой оболочкой земной атмосферы. Наша Солнечная система выглядит совсем небольшой на фоне этой абсолютной пустоты.



Самая маленькая птица на Земле.
Радужная птичка колибри является самой маленькой птицей на Земле. Это прекрасное творение природы обитает на просторах Американского континента от Аляски до Огненной Земли. 


Интересные факты про насекомых.
Одним из самых необычных фактов о насекомых является то, что в отличие от людей, они не испытывают боли. Боль – это неприятное телесное и эмоциональное ощущение, которое связано с реальным или возможным повреждением тканей организма.

Популярные новости