استانداردی برای ارزیابی عملکرد نانوژنراتورها

بیش از 60 گروه تحقیقاتی در سراسر جهان روی توسعه نانوژنراتورهای تریبوالکتریک کار می‌کنند. این ژنراتورها انرژی مکانیکی محیط پیرامون را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. از این ادوات می‌توان برای تأمین انرژی تجهیزات الکترونیکی و ادوات پزشکی استفاده کرد.
محققان مؤسسه فناوری جرجیا اخیراً موفق به ارائه استانداردی برای بررسی عملکرد این ادوات شده‌اند. این استاندارد قادر است هم از نقطه نظر ساختاری و هم مواد مورد استفاده، چهار نوع نانوژنراتور تریبوالکتریک را مورد ارزیابی قرار دهد.
ژونگ لین وانگ از محققان این مؤسسه می‌گوید: « نانوژنراتورهای تریبوالکتریک یک فناوری جدید است که پتانسیل‌های بالایی دارد. ما در این پروژه موفق به ارائه استانداردی شدیم که عملکرد این ادوات را می‌توان با استفاده از آن مورد ارزیابی قرار داد. همچنین امکان مقایسه میان این ادوات با این استانداردها وجود دارد. از این استاندارد می‌توان برای تحقیقات دانشگاهی نیز استفاده کرد.»
نانوژنراتورهای تریبوالکتریک از ترکیب اثر تریبوالکتریک و القاء الکترواستاتیک برای تولید مقادیر بسیار کم انرژی استفاده می‌کنند. این نانوژنراتورها با این روش، انرژی موجود در حرکات مکانیکی نظیر چرخش، لرزش و لغزش را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند.
برای ایجاد اثر تریبوالکتریک از موادی استفاده می‌شود که درصورت حرکت یا تماس با ماده‌ای دیگر می‌تواند بار الکتریکی ایجاد کند. این نانوژنراتورها می‌توانند جایگزین باتری‌ها شده یا به صورت مکمل باتری‌ها مورد استفاده قرار گیرند.
این فناوری سال‌هاست که توسط محققان در حال توسعه بوده به طوری که در حال حاضر از آن‌ها برای تأمین انرژی ادوات کوچک استفاده می‌شود. این نانوژنراتورها پتانسیل بالایی برای استفاده در سیستم‌های زیرساختی و حسگری مختلف دارند و از آن‌ها می‌توان در ساخت ادوات الکترونیکی پوشیدنی استفاده کرد.
وانگ می‌گوید: «از آنجایی که ادوات متعددی در این حوزه ساخته شده‌است، بنابراین باید استانداردی نیز برای ارزیابی عملکرد آن‌ها وجود داشته باشد.»
در این مقاله، محققان چارچوبی برای ارزیابی این نانوژنراتورها ارائه کردند. در این روش هم، از روش علمی و محاسبات نظری برای سنجش عملکرد نانوژنراتور استفاده می‌شود.

محققان نتایج این پروژه خود را در قالب مقاله‌ای با عنوان Standards and Figures of Merit for Quantifying the Performance of Triboelectric Nanogenerators در نشریه Nature Communication منتشر کرده‌اند.