Ο ωρολογοποιός της δεκαετίας του 1920 που εφηύρε το αυτοκουρδιζόμενο ρολόι χειρός, αξιοποίησε τη μηχανική ενέργεια από το χέρι του ανθρώπου που το φορά, για να ξανατυλίξει το ελατήριο του ρολογιού. Σήμερα οι μηχανικοί έχουν αρχίσει να κατασκευάζουν εξαιρετικά μικρές συσκευές, που συλλέγουν ενέργεια, η οποία αλλιώς θα πήγαινε χαμένη, για να τροφοδοτήσουν με ηλεκτρικό ρεύμα τον κόσμο των νανοσυσκευών, όπου τα πράγματα μετριούνται σε δισεκατομμυριοστά του μέτρου. Αυτά τα συστήματα ηλεκτροπαραγωγής ονομάζονται νανογεννήτριες.

Η ικανότητα παραγωγής ενέργειας σε μικροσκοπική κλίμακα επιτρέπει το σχεδιασμό εμφυτευόμενων βιοαισθητήρων που θα μπορούσαν να ελέγχουν συνεχώς το επίπεδο γλυκόζης στο αίμα, αλλά και αυτόνομων αισθητήρων τάσης τοποθετημένων σε κατασκευές όπως οι γέφυρες, οι οποίοι θα λειτουργούν χωρίς ανάγκη αλλαγής μπαταρίας. Οι ενεργειακές πηγές χρειάζονται για την τροφοδοσία νανορομποτικών, μικροηλεκτρομηχανικών συστημάτων, νέων φορητών ηλεκτρονικών συσκευών προσωπικής χρήσης και φυσικά για τις ανάγκες των συσκευών παρακολούθησης της CIA, του NSA (Υπηρεσία Εθνικής Ασφάλειας), και τους κάθε λογής μικρομηχανισμούς καλλιέργειας τρομοϋστερίας, που προωθεί το υπουργείο Εθνικής Ασφάλειας των ΗΠΑ (όπως οι ανιχνευτές χημικών και βιολογικών όπλων), αλλά και οι αντίστοιχες κρατικές υπηρεσίες των άλλων καπιταλιστικών χωρών. Με τέτοιους στόχους, οι κυβερνήσεις αποτελούν τους βασικούς χρηματοδότες των σχετικών ερευνών, ανεξάρτητα αν κάποιοι ερευνητές «κρύβονται πίσω από το δάχτυλό τους», όταν εισπράττουν τα κονδύλια από το DARPA (Υπηρεσία Προχωρημένων Ερευνητικών Εργων Αμυνας) και άλλους ανάλογους φορείς.

Οι δυνατότητες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε μικροσκοπική κλίμακα περιλαμβάνουν την αξιοποίηση τυχαίων δονήσεων ή κινήσεων (όπως αυτές κοντά σε ένα μεγάλο αυτοκινητόδρομο), διαφορές θερμοκρασίας (π.χ. η θερμοκρασία του εδάφους είναι σχεδόν σταθερή μερικά μέτρα κάτω από την επιφάνεια), βιοχημικές αντιδράσεις και εξωτερικές πηγές ενέργειας όπως οι υπέρηχοι ή ακόμα και οι ακουστικοί ήχοι.

Βασικό πλεονέκτημα των νανοσυσκευών και νανοσυστημάτων είναι ότι λειτουργούν σε πολύ χαμηλά επίπεδα κατανάλωσης ενέργειας, συνήθως στην κλίμακα των νανοβάτ (δισεκατομμυριοστά του βατ) έως μικροβάτ (εκατομμυριοστά του βατ). Τέτοιοι ρυθμοί κατανάλωσης ενέργειας είναι εφικτό να τροφοδοτηθούν από διάφορες πηγές που προσφέρει το ανθρώπινο σώμα, όπως η μηχανική ενέργεια, η θερμική ενέργεια, η ενέργεια από δονήσεις, η χημική ενέργεια (σε μορφή γλυκόζης) και η υδραυλική ενέργεια του κυκλοφορικού συστήματος. Για παράδειγμα, κάθε εισπνοή μπορεί να προσφέρει 0,14 βατ και κάθε εκπνοή 0,17 βατ ηλεκτρικής ενέργειας. Το βάδισμα είναι ακόμα πιο γαλαντόμο σε προσφορά δωρεάν ηλεκτρικής ενέργειας, αφού μπορεί να προσφέρει πάνω από 10 βατ. Ακόμα και η μετατροπή ενός μικρού ποσοστού αυτών των μορφών ενέργειας που παρέχει το ανθρώπινο σώμα μπορεί να τροφοδοτήσει πολλούς τύπους και μεγάλο αριθμό μικροσκοπικών συσκευών.

Ορισμένα κρυσταλλικά υλικά όταν συμπιεστούν παράγουν μια διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού στα άκρα τους. Πρόκειται για το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο που στην καθημερινή ζωή χρησιμοποιείται για να δημιουργηθεί η σπίθα εναύσεως σε ορισμένα είδη αναπτήρων. Οι ερευνητές δεν άργησαν να αξιοποιήσουν αυτό το φαινόμενο σε μικροκλίμακα. Κρίσιμο ρόλο στη λειτουργία των σχετικών μηχανισμών που κατασκευάστηκαν παίζει η βαρύτητα. Ομως, στη νανοκλίμακα η δύναμη της βαρύτητας είναι ασήμαντη μπροστά στις δυνάμεις των χημικών δεσμών και της έλξης μεταξύ των μορίων. Δε θα μπορούσε να διατηρήσει την παλμική κίνηση των ράβδων σε μια πιεζοηλεκτρική γεννήτρια φτιαγμένη κατά τα πρότυπα της μικροκλίμακας.

Το οξείδιο του ψευδαργύρου έχει τη σπάνια ιδιότητα να είναι ταυτόχρονα πιεζοηλεκτρικό υλικό και ημιαγωγός. Οταν μια νανοράβδος από αυτό το υλικό λυγίσει κάτω από την επίδραση ενός εξωτερικού παράγοντα, τότε στη μεριά που εκτείνεται εμφανίζεται θετικό ηλεκτρικό δυναμικό και στη μεριά που συμπιέζεται αρνητικό ηλεκτρικό δυναμικό. Οι ερευνητές, μετά από πολλά πειράματα, κατέληξαν σε μια νανογεννήτρια που περιέχει χιλιάδες νανοσύρματα οξειδίου του ψευδαργύρου τοποθετημένα ανάμεσα σε δύο πλάκες από τις οποίες η μία έχει πριονωτή μορφή και είναι επικαλυμμένη με λευκόχρυσο. Η επικάλυψη με πλατίνα αφ' ενός αυξάνει την αγωγιμότητα και αφ' ετέρου κάνει το σύστημα να λειτουργεί ως δίοδος, επιτρέποντας δηλαδή τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος μόνο προς τη μία κατεύθυνση. Η πλάκα αυτή τοποθετείται σε ελάχιστη απόσταση πάνω από τις άκρες των νανοσυρμάτων και όπως κινείται πλευρικά κάτω από την επίδραση δονήσεων λυγίζει τα νανοσύρματα πότε προς τη μια και πότε προς την άλλη μεριά.

Αν και έχουν γίνει σημαντικά βήματα, η πιεζοηλεκτρική νανογεννήτρια απέχει ακόμα πολύ από το να είναι πρακτικά αξιοποιήσιμη. Ολα τα νανοσύρματα πρέπει να έχουν το ίδιο μήκος και διάμετρο, ώστε να παράγουν ηλεκτρισμό ταυτόχρονα και συνεχώς. Η παρασκευή των νανοσυρμάτων οξειδίου του ψευδαργύρου πρέπει να γίνεται με οικονομικό τρόπο και όχι με τη μέθοδο υψηλών θερμοκρασιών που χρησιμοποιείται σήμερα. Και η διάρκεια ζωής της νανογεννήτριας πρέπει να ξεπεράσει κατά πολύ τις 50 ώρες, που είναι σήμερα.