طبق قانون دوم ترمودینامیک سیستم‌های بسته، اگر انرژی به آنها اضافه نشود یا از آنها حذف نشود، به شدت تمایل دارند که به سمت بی‌نظمی حرکت کنند. اکنون گروهی از دانشمندان اوکراینی و آمریکایی با پیشنهاد روش پیروالکتریکی (PYROELECTRIC) جدیدی برای توان دادن به افزاره‌های با استفاده از گرمای اتلافی، کار بیشتر و بی‌نظمی کمتری از قانون دوم ترمودینامیک طلب کرده است.
نانوژنراتورها گرمای اتلافی را به کار مفید تبدیل می‌کنند
طبق قانون دوم ترمودینامیک سیستم‌های بسته،
اگر انرژی به آنها اضافه نشود یا از آنها حذف نشود، به شدت تمایل دارند که
به سمت بی‌نظمی حرکت کنند. اکنون گروهی از دانشمندان اوکراینی و آمریکایی
با پیشنهاد روش پیروالکتریکی (PYROELECTRIC) جدیدی برای توان دادن به
افزاره‌های با استفاده از گرمای اتلافی، کار بیشتر و بی‌نظمی کمتری از
قانون دوم ترمودینامیک طلب کرده است.
این دانشمندان با استفاده از ساختارهای
ریزی بنام نانوسیم‌های فروالکتریکی می‌توانند در پاسخ به هر تغییری در دمای
محیط به سرعت یک جریان الکتریکی تولید کنند. این تغییر دما می‌تواند ناشی
از انرژی اتلافی از نوسان‌های گرمایی باشد.
آنا موروزوسکی از آکادمی علوم اوکراین و رهبر این گروه تحقیقاتی توضیح می‌دهد:
قانون دوم ترمودینامیک جهان مدرن امروزی را مدیریت می‌کند: در همه انواع
صنعت‌ها، بشر دائماً مقدار زیادی گرمای اتلافی تولید می‌کند. اگر چه با جمع‌آوری
نوسان‌های گرمایی و تبدیل مقداری از این انرژی اتلافی به الکتریسته، قواین
ترمودینامیک نقض نمی‌شوند.
موروزوسکی می‌گوید که پیروالکتریسته می‌تواند در افزاره‌های الکترونیکی
مصرفی نقش کلیدی باز می‌کند و با بازیافت گرمای اتلافی به شکل انرژی
پیروالکتریکی و تولید انرژی کوچک برای افزاره‌های ریز، عصر جدیدی در
الکترونیک بوجود آورد.
نانوژنراتورهای پیروالکتریکی می‌توانند برای توان دادن به عملکردهای خاص در
کاربردهای زیستی، پزشکی و فناوری‌نانو، بویژه در فضا بسیار مفید باشند،
زیرا آنها در دماهای پایین به خوبی کار می‌کنند.
این پژوهشگران در تحقیق خود خواص پیروالکتریکی این نانوسیم‌های فروالکتریکی
را بررسی کردند و ارتباط ضریب مؤثر پیروالکتریک آنها را با شعاع نانوسیم‌ها
و جفت‌شدگی‌شان تجزیه و تحلیل کردند. آنها متوجه شدند که تا یک شعاع معین،
هر چه شعاع نانوسیم کوچکتر شود، ضریب مؤثر پیروالکتریک افزایش می‌یابد. در
این شعاع معین پاسخ به پاراالکتریک تغییر می‌کند.
این اثر اندازه را می‌توان برای تنظیم دمای انتقال فاز در نانوساختارهای
فروالکتریک استفاده کرد و بنابراین یک سیستم را قادر به یک پاسخ
پیروالکتریک مؤثر و قابل تنظیم کرد.
این دانشمندان با محاسبات خود نشان داده‌اند که این نانوژنراتورهای کوچک در
دماهای پایین راندمان بسیار بالایی خواهند داشت و بنابراین دمای افرازه‌های
را کاهش خواهند داد.
این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Journal of Applied Physics منتشر کرده‌اند.
