Nanoģeneratori neaizstās vēja ģeneratorus un hidroelektrostacijas, taču to radītā jauda būs pietiekama, lai uzlādētu dažādas nelielas ierīces. Ar nanoģeneratoriem daļēji aizstājot baterijas, samazināsim arī videi nodarīto kaitējumu, kuru rada baterijas. Tā par triboelektrisko (nano) ģeneratoru izstrādes pētījumu, kuru Latvijas Zinātņu akadēmija atzinusi kā vienu no nozīmīgākajiem Latvijas zinātnes sasniegumiem aizvadītajā gadā, Latvijas Radio raidījumā «Zināmais nezināmajā» un Latvijas Televīzijas (LTV) «Rīta Panorāmā» stāsta Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultātes (MLĶF) Funkcionālo materiālu tehnoloģiju zinātniskās laboratorijas vadošais pētnieks Andris Šutka, MLĶF Tehniskās fizikas institūta zinātniskais asistents Linards Lapčinskis un MLĶF Tehniskās fizikas institūta direktors Māris Knite.

Nanoģeneratori ir jauna veida ierīces, kas ļauj apkārtējā vidē esošo jeb mehānisko enerģiju pārvērst elektriskajā. Mehāniskā enerģija var būt, piemēram, kustība, skaņa, troksnis, vējš. Vārds «nano» pievienots, jo bieži vien šo funkciju nodrošina nano izmēra komponentes. «Saskaras divi dažādi materiāli, un, kad tos atdala, uz virsmas rodas statiskais lādiņš. Lādiņa blīvums atkarīgs no tā, cik daudz kontaktu kontaktēšanās brīdī uz virsmas izveidosies. Ja šī virsma būs nanostrukturēta, tad tā īpatnējā virsma būs lielāka, ļaujot izveidoties lielākam kontaktu skaitam, un virsmas lādiņa blīvums būs lielāks,» nanoģeneratoru darbību skaidro A. Šutka.

Nanoģeneratoru pielietojums var būt ļoti plašs – tos varēs izmantot portatīvo elektronisko ierīču uzlādē un arī kā alternatīvu baterijām dažāda veida sensoros un detektoros. A. Šutka uzsver, ka nanoģeneratori noteikti nebūs tehnoloģija, ar ko aizstāt vēja ģeneratorus vai hidroelektrostacijas, taču to radītā jauda būs pietiekama, piemēram, nelielu sensoru, ierīču darbināšanai, kuru darbību šobrīd nodrošina mazjaudīgas baterijas vai akumulatori. Šīs tehnoloģijas plašāka izmantošana ļautu arī mazināt videi nodarīto kaitējumu, kuru rada bateriju utilizācija. Tāpat jāatceras, ka baterijas ir ne vien videi kaitīgas pēc to izmantošanas, bet arī to ražošana ir samērā dārga.

Pirmie pētījumi par nanoģeneratoriem publicēti 2012. gadā, taču RTU pētnieku darba rezultātā tapuši jauna tipa nanoģeneratori, «kuru darbības mehānisms līdzīgs triboelektriskajiem ģeneratoriem, bet triboelektriskie slāņi ir aizvietoti ar elektriski polarizētu segnetoelektrisku materiālu slāņiem, tādējādi ļaujot ģenerēt ievērojami lielākus spriegumus un strāvas.» Pētnieki skaidro, ka membrānu tipa triboelektrisko nanoģeneratoru, kas kontaktēšanās un berzes rezultātā rada elektrisko lādiņu, būs iespējams integrēt, piemēram, apģērbos, apavos, interjerā un citviet.

A. Šutka atzīst, ka lielākais izaicinājums, darbojoties šajā pētījumu virzienā, ir izprast un izskaidrot visus darbības mehānismus, lai būtu iespējams saprast, kādus materiālus vislabāk izmantot. Pie pētījumu virziena strādā aptuveni 10 pētnieki no RTU – ķīmiķi, elektroniķi, fiziķi –, un tas ir izteikti starpdisciplinārs. Darbu pie pētījuma RTU zinātnieki sāka 2017. gada sākumā un tagad atzīst: «Īsā laikā esam tikuši ļoti tālu!» Viņi jau ir paspējuši izgatavot ģeneratoru bez nanonstrukturētas virsmas no polimērmateriāliem, kurš ir labāks par labāko, par kādu ir bijusi zinātniska publikācija.

9. janvāra raidījumu «Zināmais nezināmajā» var noklausīties Latvijas Radio mājaslapā.