ナノスケールデバイス：ナノ発電体としての単層MoS₂ナノ細孔

淡水と海水の浸透圧差を用いることは、魅力的でクリーンな再生可能発電の手段となり、「ブルーエネルギー」と呼ばれている。圧力勾配によって、あるいは塩濃度勾配に起因する浸透ポテンシャルによって電解質が駆動されて狭い細孔を通ると、流動ポテンシャルと呼ばれる別の動電現象が起こる。膜を通る水の輸送が膜の厚さに逆比例して変化するため、この動電現象を誘起するには、二次元材料でできた膜が最も効率が高いと予想される。今回我々は、単層二硫化モリブデン（MoS₂）ナノ細孔を浸透圧ナノ発電体として使用できることを実証する。我々は、塩勾配に起因して浸透圧によって大電流が誘起されることを観測しており、その電力密度は平方メートル当たり最大で10⁶ Wと見積もられた。この電流は、主として原子レベルの薄さのMoS₂膜によるものと考えられる。ナノエレクトロニクスデバイスやオプトエレクトロニクスデバイスに必要な低い電力は、局所環境からエネルギーを得るナノ発電体（例えば圧電性酸化亜鉛ナノワイヤーアレイや単層MoS₂など）を隣接して配置することによって供給できる。我々は、今回のMoS₂ナノ細孔発電体を用いてMoS₂トランジスターに給電し、自己発電ナノシステムを実証した。

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