پدیدهای که اولین بار حدود ۲۳۰۰ سال پیش مشاهده شده بود، مبنایی برای افزاره جدیدی شده است که برای جمع‌آوری مقادیر زیادی از انرژیِ تلف‌شده بصورت گرما جهت تولید الکتریسیته طراحی شده است. این اولین نانوژنراتور پیروالکتریک است که ساخته شده است.
نانوژنراتورهایی برای تولید الکتریسیته از گرمای اتلافی
پدیدهای که اولین بار حدود ۲۳۰۰ سال پیش مشاهده شده بود، مبنایی برای افزاره جدیدی شده است که برای جمع‌آوری مقادیر زیادی از انرژیِ تلف‌شده بصورت گرما جهت تولید الکتریسیته طراحی شده است. این اولین نانوژنراتور پیروالکتریک است که ساخته شده است.
ژانگ لین وانگ و همکارانش در جرجیا تک توضیح می‌دهند که بیش از ۵۰ درصد انرژی تولید‌شده در آمریکا بوسیله هر چیزی از رایانه‌ها گرفته تا ماشین‌ها و خطوط انتقال برق مسافت طولانی، هر ساله اتلاف می‌شود که بیشتر بصورت گرما در محیط رها می‌شود. گرما را می‌توان با استفاده از پدیدهای بنام اثر پیروالکتریک به الکتریسیته تبدیل کرد.
جمع‌آوری انرژی ترموالکتریک بطور عمده متکی بر اثر سیبک(Seebeck) است که اختلاف دمای بین دو انتهای افزاره را برای به حرکت درآوردن حامل‌های بار الکتریکی بکار می‌برد. با این حال در محیطی که دما بصورت فضایی بدون اختلافی یکنواخت است، اثر پیروالکتریک برای اینکار استفاده می‌شود که بر قطبیت خود‌به‌خود در جامدات ناهمسانگرد مشخص بواسطه تغییر دمای وابسته به زمان متکی است. گرم و سرد شدن ساختار مولکولی، مواد مشخص مانند کهربای اصل را مجدداً مرتب کرده و یک عدم تعادل الکترونی ایجاد می‌کند که جریان الکتریکی تولید می‌کند.
گروه وانگ می‌خواهد این اصل قدیمی را برای ساخت یک ژنراتور استفاده کند که می‌تواند از تغییرات گرما در جهان مدرن بهره برده و با استفاده از یک تغییر دمایی وابسته به زمان جریان الکتریسیته تولید کند. این محققان در تحقیق خود نشان دادند که می‌توان نانوسیم‌های پیروالکتریک را برای تبدیل انرژی اتلافی به الکتریسیته جهت توان‌دادن به نانوافزاره‌ها بکار برد.
برای اینکار، این محققان نانوسیم‌هایی از اکسید روی ساختند. اکسید روی ترکیبی است که به رنگ‌ها، پلاستیک‌ها، الکترونیک و حتی غذا اضافه می‌شود. آنها با استفاده از آرایه‌ای از نانوسیم‌های هم‌راستا با طول کوتاه، افزاره‌ای را شرح دادند که موقعی که گرم یا سرد می‌شود، الکتریسیته تولید می‌کند. آنها پیشنهاد می‌دهند که این نانوژنراتور می‌تواند حتی هنگامی که دما از روز تا شب نوسان می‌کند، توان تولید کند.
این نانوژنراتور ساخته‌شده پایداری خوبی دارد؛ و ضریب مشخصه تبدیل جریان گرما به الکتریسیته آن بین ۵ صدم تا ۸ صدم ولت- متر تخمین زده می‌شود. طبق گفته این محققان این نوع نانوژنراتور جدید می‌تواند مبنایی برای فناوری نانوی خودتوان‌دهنده‌ای باشد که انرژی گرمایی را از نوسان دمایی وابسته به زمان در محیط اطراف‌مان جمع‌آوری می‌کند و برای کاربردهایی نظیر حسگرهای بی‌سیم، تصویر برداری دمایی، تشخیص پزشکی و میکروالکترونیک شخصی استفاده می‌کند.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nano Letters منتشر کرده‌اند.
