iPon Hírek

Egy atom vastagságú a világ legvékonyabb generátora

Dátum | 2014. 10. 21.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A Columbia és a Georgia Tech kutatói minden eddiginél kisebb elektromos generátort hoztak létre: a molibdén-diszulfidból álló piezoelektromos anyag mindössze egy atom vastagságú, teljesen átlátszó réteget képez, ezen kívül hajlékony és nyújtható is. Az anyag piezoelektromos tulajdonságáról elméleti tanulmányok már korábban is születtek, a szakértők azonban most gyakorlatban is igazolták, hogy molibdén-diszulfidból álló kétdimenziós rétegekből mechanikai hatásra elektromos energia nyerhető ki. A piezoelektromos hatást már számos anyag esetében megfigyelték, atomi vastagságú matériák esetében azonban még sosem sikerült kimutatni. James Hone, a kutatás vezetője szerint az eredmény jelentős áttörést hozhat a hordozható elektromos készülékek és szenzorok, illetve az intelligens textíliák területén is. Segítségével a test mozgásai elektromos energiává alakíthatók át, amellyel orvosi eszközöket vagy éppen mobiltelefonunkat lehet működtetni, magyarázza a szakértő. Hone és munkatársai eredetileg a grafén tanulmányozásával foglalkoztak, majd aktívan elkezdtek keresni más kétdimenziós anyagokat is, amelyek a szénatomokból álló hexagonális rácshoz hasonlóan különleges tulajdonságokkal rendelkeznek. A Georgia Tech kutatócsoportját vezető Zhong Lin Wang az elmúlt években a piezoelektromos nanogenerátorok fejlesztésének területén ért el áttöréseket. A molibdén-diszulfidból készült generátor létrehozásához két kulcslépésre volt szükség: páratlan számú réteget kellett az anyagból egymásra helyezni (a páros számúak ugyanis kioltják egymás piezoelektromos hatását), és rá kellett jönni, hogy melyik irányú nyújtással lehet elérni a legerősebb hatást a rétegekben. A tesztek során a szakértők apró MoS2-pelyheket helyeztek egy hajlékony műanyag lapra, majd optikai módszerekkel meghatározták a kristályrács orientációját. Ezt követően fém elektródákat rögzítettek a lapocskákhoz. A kísérletek során sikerült kimutatni, hogy a minták mechanikai deformálásával töltésáramlás indul meg az anyagban. Egyetlen atomnyi réteg 15 millivolt feszültség generálására volt képes a kísérletek során. A dolog azért is érdekes, mert a molibdén-diszulfid természetes, háromdimenziós formájában nem piezoelektromos. A hatás csak akkor jelentkezik, ha egyetlen atomnyi vastagságú réteget hoznak létre az anyagból. Ennek oka a szakértők elmondása szerint az lehet, hogy az anyag nagyobb darabjaiban a szomszédos rétegek eltérő, sokszor egymással ellentétes pozíciókban vannak, így hatásuk kioltja egymást.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!