Американські вчені винайшли мікрогенераторів

Спільними зусиллями вчених Технологічного інституту (штат Джорджія) і Колумбійського Університету був винайдений мікрогенераторів. Його товщина порівнянна з товщиною матеріалу, що складається з атомів, розташованих в один шар. З подробицями про даний винахід можна ознайомитися в науковому виданні Nature.
Практичне застосування (на думку вчених) буде засновано на використанні енергії, що виробляється речовиною, під час його розтягування і стиснення. Такий матеріал можна інтегрувати в волокна одягу, в підкладку якої вшиваються натільні датчики. Від них енергія буде передаватися до кардіостимулятора, мобільному телефону або іншому електронному гаджету.
Мікрогенераторів працює за принципом пьезоелемента, що виробляє електроенергію при стисненні і розтягуванні матеріалу. Така властивість п`єзоелектрики вже використовується при створенні підлогових покриттів, що генерують електричну енергію під час ходіння по ним.
Демонстрація можливостей мікрогенератора проводилася за допомогою матеріалу, створеного з двовимірного дисульфіду молібдену (хімічна формула - MoS2), що володіє описаними властивостями. Дисульфід молібдену було завдано найтоншим шаром (в один ряд атомів) на пластикову гнучку пластину. При цьому використовувалися оптичне обладнання з високою роздільною здатністю: з його допомогою вдалося правильно вибудувати кристалічну решітку речовини, що володіє необхідними характеристиками тільки при певній орієнтації атомних шарів. Структура MoS2 безпосередньо впливає на прояв п`єзоелектричного ефекту: необхідно, щоб кількість шарів атомів було непарним. При парній кількості шарів відбувається самокомпенсацією (речовина стає електрично нейтральним). Електроди, отримані з дисульфіду молібдену, поділяють на тонкі «пластівці», які при деформації виробляють електроенергію.
В ході експерименту було помічено, що напруга на виході залежить від того, в який бік згинається матеріал. Також встановили залежність прояви п`єзоелектричних властивостей від товщини матеріалу: електроенергія виробляється при товщині в один атом. Пояснюється цей ефект тим, що сусідні шари MoS2 мають разноименной зарядженість, в результаті чого речовина стає нейтральним.
Як показав експеримент, одна пластина з речовини здатна виробляти напругу до 5 мВ силою струму до 20 пА. В електричну енергію може бути перетворено близько 5% механічної. Такіемікрогенератори можна використовувати для забезпечення електроенергією автономних мінісістем, використовуваних в різних сферах науки і техніки.