Достаточно много информации появляется в последнее время о генераторах электроэнергии нового типа, которые можно получить с помощью нанотехнологий. Как оказалось, распространенные нити ZnO могут послужить основой для одежды, вырабатывающей электричество.

Ученые из Технического Университета Джорджии (Georgia Tech) смогли сконструировать новый тип наногенератора, состоящий из полимера с «запутанными» парами нанонитей-электродов.

Вполне возможно, что эта разработка ляжет в основу «силовой одежды», заряжающей небольшие электроустройства за чет физической деформации ткани-генератора.

В выпуске журнала Nature от 14 февраля ученые описали, как им удалось создать наногенератор. Его основа – нанонити Zn, достаточно часто использующиеся в генераторных наноустройствах. Однако в этом случае они запутаны с обычной тканью. При ее деформации деформируются и нанонити, происходит пьезоэлектрический эффект, и вырабатывается электрический ток.

Как говорит руководитель исследований, профессор Жон Лин Вонг (Zhong Lin Wang) Комбинируя ткань-наногенератор с обычной одеждой можно получить «силовой костюм», который будет заряжать мобильный телефон, например, или плеер iPod. Особенно эта технология пригодится туристам и военным – и тем и другим необходимо находиться на связи в автономном режиме как можно дольше.

Рис. 1. Жон Лин Вонг с наногенератором в руках

Более того, в дальнейшем наногенератор можно будет внедрить непосредственно внутрь ткани в несколько слоев, увеличив, таким образом, выход энергии. А жгуты и подобные им структуры с большим содержанием наногенераторных нитей смогут работать в качестве эффективных ветроэлектрогенераторов.

Работы над наногенератором начались еще в апреле 2007 года, именно тогда Вонг получил первую электроэнергию от массива параллельных нанонитей ZnO. После года работы над улучшением генераторных свойств этого наноматериала, Вонг добился производительности 800 наноампер и 20 милливольт на массиве нитей площадью 6 мм².

В качестве связывающего материала в наноткани, показанной Вонгом сейчас, выступает кевларовое волокно от компании DuPont. Причем нанонити ZnO располагаются внутри кевлара структурами, похожими на бутылочные ершики, формирующиеся парами нанонитей. А пары прикреплены к золотым электродам, с которых производился съем электроэнергии.

Рис. 2. Наногенератор на кевларовой пленке

Высокая плотность упаковки нанонитей в составе кевларовой пленки позволила добиться максимального выхода электроэнергии. В тестовой пленке с толщиной в несколько микрон число нанонитей составило около 200. Кусок наноткани размером 1 м² теоретически может обеспечить около 80 милливатт энергии.

В дальнейшем ученые попытаются скомпоновать нанонити более плотно, чтобы получить еще больше электроэнергии. Также Вонг и его коллеги решают проблему пригодности наногенераторной одежды к стирке. Обычно нанонити ZnO чувствительны к синтетическим порошкам, но Вонг уверен, что ему удастся предохранить их от стирки с помощью специального покрытия.

Свидиненко Юрий