وقتی نور و فشار همزمان برق تولید می‌کنند

دانشمندان به تازگی موفق به ساخت نوعی «نانوژنراتور انعطاف‌پذیر» شده‌اند، دستگاهی بسیار باریک که با فشردن یا کشیدن خود می‌تواند برق تولید کند. این فناوری بر پایه ترکیب نوآورانه دو ماده ‌نانویی ساخته شده است: لایه‌های اتمی بروفین و دی‌سولفید مولیبدن. نتیجه‌ کار یک ساختار دو بعدی است که ظرفیت تولید ولتاژ تا ۲۲ ولت را دارد و در عین حال می‌تواند جریان قابل توجهی تأمین کند.
به گزارش ایسنا، این دستاورد گامی مهم در مسیر ساخت حسگرها و دستگاه‌های الکترونیکی خودتوان (self-powered) و انعطاف‌پذیر است که می‌تواند آینده گجت‌های پوشیدنی و حسگرهای نوری را دگرگون کند.
در دنیای امروز، تقاضا برای دستگاه‌های الکترونیکی سبک، انعطاف‌پذیر و خودکفا مثل ساعت‌های هوشمند، حسگرهای پوشیدنی یا سنجش‌گرهای محیطی روز به روز بیشتر می‌شود. اما تامین برق این گجت‌ها اغلب به باتری یا منبع خارجی وابسته است که وزن، حجم و نیاز به شارژ را افزایش می‌دهد. پژوهشگران در جست‌وجوی راه‌هایی هستند تا این دستگاه‌ها بتوانند از انرژی محیط مثل حرکات کوچک بدن، ارتعاشات یا فشار محیط، برق تولید کنند. اینجاست که نانومواد و خاصیت «پیزوالکتریک» وارد صحنه می‌شوند: موادی که با تغییر شکل مکانیکی (فشار، خم شدن) بار الکتریکی تولید می‌کنند. ساختن یک «نانوژنراتور» (nanogenerator) با چنین مواد دو بعدی پیشرفته می‌تواند امکان تولید برق پایدار و قابل اعتماد از حرکات ساده را فراهم کند و همین، کلید ورود به نسل جدید دستگاه‌های خود-توان و بسیار سبک است.
اما رسیدن به چنین دستگاهی کار ساده‌ای نیست: ماده باید هم انعطاف‌پذیر باشد، هم واکنش پذیری الکتریکی خوب داشته باشد، هم ساختارش پایدار و قابل تولید باشد. پژوهش تازه‌ای که در مجله Communications Materials منتشر شده، دقیقاً چنین دستاوردی را گزارش می‌دهد.در این پروژه، پژوهشگران ابتدا لایه‌های نانویی از MoS₂ و بوروفین تولید کرده‌اند. MoS₂ از پیش ماده‌ای شناخته‌شده در بین مواد دو بعدی است: لایه‌هایی بسیار نازک که در آن اتم‌های مولیبدن (Mo) بین دو صفحه از گوگرد (S) قرار دارند و لایه‌ها با نیروی ضعیف «وان‌دروالز» کنار هم نگه داشته می‌شوند.
ادامه دارد...