Только с развитием нанотехнологий и приемов создания нано структур, открывается возможность использовать пьезоэлектрический эффект как источник электрического тока.
Рави Агравал и Горацио Эспиноса из Северо-западного университета в штате Иллинойс, США, исследовали свойства нанопроволок различных пьезоматериалов в течение нескольких лет. Эспиноса отмечает, что "Развитие нанотехологии позволяет применять полученные знания и разработанные материалы для создания более экономичных и компактных устройств необходимых человеку, не требующих больших затрат энергии. Поэтому, обнаружив тот или иной эффект, новое свойство какого либо наноматериала, мы должны сначала изучить причины наблюдаемых явлений на примере отдельного нанообъекта, и только после тщательного изучения, мы сможем применять группы из миллионов таких объектов для получения ожидаемого эффекта."
Изучая свойства тончайщих нанопроводов из пьезоэлектрических материалов, исследователи заметили, что пьезоэффект увеличивается с уменьшением диаметра нанопроводов. Однако проведенные различными исследователями измерения и вычисление зависимости пьезоэлектрического эффекта от диаметра нанопроводов, дали различные результаты. Поэтому Горацио Эспиноса с коллегами применили теоретические расчеты для выявления истинной закономерности зависимости пьезоэлектрического эффекта от диаметра нанопроводов. В результате было выяснено, что пьезоэлектрический эффект нитрида германия и оксида цинка, можно увеличить более чем в два раза за счет уменьшения толщины нанопровода до 1 нм, по сравнению с нанопроводами толщиной 10 - 100 нм. Оксид цинка показал двукратное увеличесние пьезоэффекта уже на толщине 1,5 нм, а нитрид галия (GaN) на толщине 2,5 нм. Исследователи отмечают, что неожидали столь значительного увеличения пьезоэффекта на таких толщинах.
Чжун Линь Ван из Технологического института Джорджии, США, который впервые показал, что нанопровода из оксида цинка могут быть использованы в качестве генераторов электроэнергии, говорит: "Работа исследовательской группы, является большим шагом на пути к практическому применению пьезоэлектриков в качестве источников питания для биосенсоров и портативных электронных устройств типа mp3-плееров и мобильных телефонов".
Исследователи надеятся, что их открытие найдет отражение в работе инженеров, разрабатывающих электронные устройства.
Laura Howes
