به گزارش خبرنگار علمی باشگاه خبرنگاران، یک گروه تحقیقاتی به رهبری کوئن جای لی و یوون سونگ نام از دپارتمان مهندسی مواد موسسه علوم و فناوری پیشرفته کره‌جنوبی (KAIST) موفق به طراحی و ساخت الگوهای زیستی شدند که با استفاده از آن می‌توان ادوات تولید انرژی پیزوالکتریکی موسوم به نانوژنراتور تولید کرد.

طبیعت دارای قابلیت خودآرایی ترکیبات مختلف است برای مثال پوسته سخت‌پوستان، اسفنج‌های دریایی و مواد معدنی موجود در استخوان ابتدا ساخته شده و سپس با خودآرایی به ساختاری از پیش تعیین شده تبدیل می‌شوند. پوسته بسیاری از سخت‌پوستان از جنس کربنات کلسیم بوده که بسیار مستحکم است. کربنات کلسیم ماده‌ای است که در ساخت گچ تخته سیاه به کار می‌رود اما گچ‌های تخته سیاه برخلاف پوسته سخت‌پوستان بسیار شکننده هستند. تفاوت دیگری میان ترکیبات مصنوعی و ترکیبات طبیعی وجود دارد، بیشتر مواد سنتز شده در آزمایشگاه معمولا با هزینه بالا و نیاز به استفاده از مواد سمی تولید می‌شود که اثرات مخرب زیست‌محیطی دارند در حالی که مواد طبیعی در شرایط کاملا معمولی تولید می‌شوند. بنابراین اگر بتوان برای تولید مواد مختلف از طبیعت الهام گرفت و الگو‌ها و مکانیسم‌های آن را به کار برد آنگاه می‌توان برمشکلات و چالش‌های مختلف فائق آمد.

این گروه تحقیقاتی ویروس M۱۳ که یک ویروس بی‌خطر برای انسان و موجود در طبیعت است را اصلاح کردند تا از آن برای تولید مواد معدنی پیزوالکتریک از جنس تایتانات باریم استفاده کنند. با استفاده از این ماده پیزوالکتریک زیست‌سازگار می‌توان نانوژنراتورهایی با توان تولید انرژی بالا ساخت. نانوژنراتورهای پیزوالکتریک انعطاف‌پذیر می‌توانند انرژی مکانیکی حاصل از حرکت‌ کم رمق را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. چنین ابزاری برای نسل جدید فناوری‌ تولید انرژی بسیار جذاب است. این نانوژنراتور‌ها می‌توانند با فشار یک انگشت انرژی مورد نیاز LCD‌ها و LED‌ها را تامین کنند. این اولین باری است که ماده پیزوالکتریک معدنی با الگوی زیستی ساخته می‌شود. محققان نتایج این پروژه را در قالب مقاله‌ای با عنوان Virus-Directed Design of a Flexible BaTiO۳Nanogenerator در نشریه ACS Nano به چاپ رساندند.


انتهای پیام/