Ученые спроектировали и построили устройство, позволяющее небольшим электронным системам собирать и использовать тепловую энергию, которая обычно тратится впустую.
Беспокойная консоль: Генератор для микросистем
Пленка из углеродных нанотрубок поглощает фотоны и заставляет консоль изгибаться, вырабатывая электроэнергию.

Сердце устройства — крошечная консоль, сделанная из пьезоэлектрического материала (цирконата-титаната свинца, PZT) и покрытая с одной стороны пленкой из углеродных нанотрубок (CNF). Когда эта пленка поглощает видимое или тепловое излучение, консоль начинает изгибаться, а при достижении некоторого предельного положения снова выпрямляется. При этом пьезоэлектрический материал продолжает вырабатывать электроэнергию до тех пор, пока не исчезнет источник излучения и не прекратятся колебания консоли.

Как показали эксперименты, при интенсивности излучения 0,13 Вт/см2 консоль длиной 20 мм способна создавать потенциал 10 В и мощность 2,1 мкВт, что вполне достаточно для работы некоторых маломощных микросенсоров и интегральных схем. Исследователи полагают, что дальнейшая оптимизация может значительно повысить производительность устройства.

Циклические колебания позволяют собирать и использовать как солнечную, так и тепловую энергию, в том числе и ту, которую электронные устройства теряют в виде тепла. «Это делает возможным создание «вечных» микро- и наносистем, — говорит д-р Лун Цюе (Long Que) из Технологического университета штата Луизиана, руководитель исследования, — и может оказать существенное влияние на технологии беспроводных сенсорных сетей».

Впрочем, эффект «термодвижущих волн», возникающих в нанотрубках, теоретически может позволить генерировать электричество без использования промежуточного пьезоэлектрического элемента. Об открытии этого эффекта читайте — «Тепло, вырабатывающее ток: Совсем не похоже на ТЭЦ».

По пресс-релизу Louisiana Tech University