Laatste nieuws:

ATLANTA, GEORGIA (VS), 8 januari 2015 08:53

De dunste elektrische generator ter wereld

Onderzoekers van Columbia Engineering en het Georgia Institute of Technology hebben voor het eerst piëzo-elektriciteit en piëzotronische effecten geobserveerd in atoomdun materiaal - molybdeendisulfide (MoS2). Op basis daarvan bedachten ze een unieke elektrische generator die optisch transparant is, extreem licht en buitengewoon buig- en rekbaar.

Molybdeendisulfide kan de basis vormen voor unieke elektrische generatoren en sensoren. het materiaal is optisch transparant, zeer licht en extreem buig- en rekbaar. (foto: Rob Felt) '
Molybdeendisulfide kan de basis vormen voor unieke elektrische generatoren en sensoren. het materiaal is optisch transparant, zeer licht en extreem buig- en rekbaar. (foto: Rob Felt)
1/1

In een artikel in Nature beschreven de onderzoekers de mechanische opwekking van elektriciteit in het tweedimensionale Materiaal MoS2. De piëzo-elektrische eigenschappen van dit materiaal waren al eerder theoretisch voorspeld.

Piëzo-elektriciteit is een bekend verschijnsel: uitrekken of samenpersen van een materiaal genereert daarbij een elektrisch spanning. Of - omgekeerd - het aanleggen van een elektrische spanning leidt tot het uitrekken of samentrekken van het materiaal. Maar voor materialen van slechts een paar atomen dik was in experimenten tot nu toe geen piëzo-elektriciteit waargenomen. De recente observatie opent nieuwe mogelijkheden voor de ontwikkeling van mechanisch regelbare elektronicacomponenten met tweedimensionale materialen.

"Dit materiaal - niet meer dan een enkele laag atomen - kan worden gebruikt voor ‘wearable' producten, misschien geïntegreerd in kleding, Om energie van de bewegingen van ons lichaam om te zetten in elektriciteit. Of er kunnen sensoren en medische apparaatjes mee worden gevoed. Misschien leveren ze zelfs genoeg energie om de mobiele telefoon te laden", aldus James Hone, hoogleraar werktuigbouwkunde en een van de onderzoeksleiders.

Zijn collega-onderzoeksleider professor Zhong Lin Wang, van Georgia Tech's School of Materials Science and Engineering, zegt: "Materiaalwetenschappers zijn enthousiast over molybdeendisulfide, en het aantonen van het piëzo-elektrische effect voegt weer een nieuw facet toe aan het materiaal".

Zhong Lin Wang en zijn onderzoeksteam zijn pioniers op het gebied van piëzo-elektrische nanogeneratoren. Samen met postdoc fellow Wenzhuo Wu ontwikkelde hij ook zogenoemde piëzotronische componenten, waarin piëzo-elektrische ladingen worden gebruikt om de elektronenstroom door het materiaal te besturen - net als de gate-spanning in een conventionele transistor.

Er moet zijn voldaan aan twee voorwaarden om met molybdeendisulfide spanning te genereren: er moet een oneven aantal lagen worden gebruikt en het materiaal moet in de juiste richting worden vervormd. Het materiaal is bijzonder polair en daardoor wordt het piëzo-elektrische effect uitgedoofd bij een even aantal lagen. De kristallijne structuur is bovendien alleen piëzo-elektrisch in bepaalde kristaloriëntaties.

 "Wat vooral interessant is: we hebben ontdekt dat een materiaal als MoS2, dat in bulkvorm niet piëzo-elektrisch is, het wel kan worden door het terug te brengen tot een enkele atoomlaag", zegt Lin Wang.

Uiteindelijk kan het onderzoek volgens Zhong Lin Wang leiden tot complete atoomdunne nanosystemen die voor hun voeding zelfvoorzienend zijn door het sprokkelen van mechanische energie uit de omgeving. Hij ziet verder mogelijkheden voor mens-machineinterfaces, robotica, Mems en actieve flexibele elektronica.

Reacties

Er zijn nog geen reacties op dit artikel.

Hier kunt u een reactie plaatsen bij het bericht .
Uw e-mailadres zal niet op de website worden getoond.
Uw naam *
Uw E-mail *
Uw bericht *
  robot check
Vul de code van bovenstaand plaatje in.

Van onze partners meer (6)...

EUCHNER (Benelux) BV

Bege Aandrijftechniek BV

B&R Industriele Automatisering BV

Perfection in Automation  

Pilz Nederland

Rotero Holland bv

Rollon Lineairtechniek BV

Vacatures

ab op Twitter

TwitterlogoVolg ab nu ook op Twitter!

Onze accountnaam is: @aenb

Agenda meer (26)

30 mei 2017 - Utrecht - Jaarbeurs
Electronics & Applications
30 mei 2017 - Neurenberg - Messezentrum
Sensor+Test 2017
31 mei 2017 - Veldhoven - Koningshof
Materials 2017
6 juni 2017 - Amsterdam, RAI
Electric & Hybrid Marine World Expo
6 juni 2017 - Amsterdam, RAI
Marine Maintenance World Expo en Conferentie
6 juni 2017 - Amsterdam, RAI
Autonomous Ship Technology Symposium
7 juni 2017 - Helmond, Automotive Campus
Automotive Congress 2017
13 juni 2017 - 's-Hertogenbosch
ATEX & Process Safety congres 2017

Geen nieuws meer missen?

Meldt u dan direct aan voor de gratis ab nieuwsbrief.

 

Knop nieuwsbriefMet de gratis ab nieuwsbrief wordt u wekelijks op de hoogte gehouden over het aandrijven en besturen nieuws. U ontvangt wekelijks het laatste nieuws en elke maand een themanieuwsbrief.

 

Direct aanmelden