ПРЕОБРАЗОВАНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

На следующем рисунке показана схема исследования наногенератора в качестве приемника ультразвука и результаты, полученные при этом исследовании. Наногенератор был помещен в ванну с жидкостью и подвергался облучению ультразвуком, при этом на его выводах регистрировались напряжение и ток в цепи. Амперметр и вольтметр, регистрирующие выходной сигнал, подключались в

прямом и обратном направлении. Совпадение абсолютных величин их показаний при различных подключениях свидетельствует о том, что сигнал снимается именно с наногенератора и не является шумом или наведенным током. На рисунке выше показаны различные состояния, в которых могут находиться нанопроволоки, и наличие тока в цепи в зависимости от этого.

По оценке, приведенной в, при изгибании нанопроволоки иглой кантилевера генерируется мощность, равная - 0,1 пВт. Амплитудное напряжение, снимаемое с нанопроволоки, при воздействии ультразвука в 5-10 раз слабее, чем при отклонении нанопроволоки кантилевером. Таким образом, выходная мощность одной нанопроволоки при воздействии ультразвука составляет Wu = 1-4 фВт, при плотности расположения нанопроволок 10**9/см2 и их длине ~ 1 мкм, мощность приходящаяся на единицу объема, равна 1^4 Вт/см3. Для наиболее миниатюрных и емких на сегодняшний день литий-полимерных аккумуляторов это значение составляет 0,03-0,1 Вт/см3. Для существующего наногенератора снимаемое напряжение и ток составляют 10 мВ и 500 нА соответственно. Площадь наногенератора примерно 6 мм2, высота нанопроволок ~ 1 мкм. Таким образом, реальное значение мощности, снимаемой с наногенератора составляет ~ 1 мВт/см3.

На следующем рисунке показаны значения тока на выходе двух наногенераторов, производящих ток 0,7 и 1 нА при их параллельном и последовательном подключении, что подтвердило функционирование наногенератора в качестве источника тока.

Быстрый рост объема исследований и разработок свидетельствует о том, что микромеханика уже стала, по существу, одним из новых научно-технических направлений, конструкторско-технологические решения которого позволят достигнуть принципиально нового уровня в области автоматизации технологических процессов, адаптивности оборудования, его точности, надежности, безопасности и использования методов механики в военных, прикладных и антитеррористичсских задачах.