Первая в своем роде и результат десятилетней работы исследователей из Университета Ватерлоо и Университета Торонто, новая генерирующая система компактна, надежна, недорога и очень, очень экологична.

"Наш прорыв окажет значительное социальное и экономическое воздействие за счет снижения нашей зависимости от невозобновляемых источников энергии", - сказал Асиф Хан, исследователь из Ватерлоо и соавтор нового исследования по проекту. "В данный момент мы нуждаемся в этих энергогенерирующих материалах более остро, чем в любое другое время в истории".

Разработанная Ханом и его коллегами система основана на пьезоэлектрическом эффекте, который генерирует электрический ток путем приложения давления - одним из примеров являются механические вибрации - к соответствующему веществу.

Эффект был обнаружен в 1880 году, и с тех пор ограниченное количество пьезоэлектрических материалов, таких как кварц и соли Рошеля, использовались в различных технологиях, начиная от гидролокатора и ультразвуковой визуализации и заканчивая микроволновыми устройствами.

Проблема в том, что до сих пор традиционные пьезоэлектрические материалы, используемые в коммерческих устройствах, обладали ограниченной способностью вырабатывать электроэнергию. Они также часто используют свинец, который Хан описывает как "вредный для окружающей среды и здоровья человека".

Исследователи решили обе проблемы.

Они начали с выращивания большого монокристалла молекулярного металлогалогенидного соединения под названием хлорид меди edabco, используя эффект Яна-Теллера, хорошо известную химическую концепцию, связанную со спонтанным геометрическим искажением кристаллического поля.

Хан сказал, что затем пьезоэлектрический материал с высокой производительностью был использован для изготовления наногенераторов "с рекордной плотностью мощности, которые могут улавливать крошечные механические колебания в любых динамических условиях, от движения человека до автомобилей" в процессе, не требующем ни свинца, ни невозобновляемой энергии.

Наногенератор крошечный - 2,5 сантиметра в квадрате и толщиной примерно с визитную карточку - и может быть удобно использован в бесчисленных ситуациях. У него есть потенциал для питания датчиков в огромном количестве электронных устройств, включая миллиарды, необходимые для Интернета вещей - растущей глобальной сети объектов, оснащенных датчиками и программным обеспечением, которые подключаются и обмениваются данными с другими устройствами.

Доктор Даян Бан, исследователь из Института нанотехнологий Ватерлоо, сказал, что в будущем вибрации самолета могут приводить в действие его сенсорные системы мониторинга, или сердцебиение человека может поддерживать работу кардиостимулятора без батареи.

"Наш новый материал продемонстрировал рекордную производительность", - сказал Бан, профессор электротехники и вычислительной техники. "Это представляет собой новый путь вперед в этой области".