نانو ژنراتورهایی برای تولید الکتریسیته از گرمای اتلافی
پدیده‌‌ای که اولین بار حدود 2300 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 50 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 5 صدم تا 8 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. ‏