Samsung_01A2021 Samsung_01A2021 Samsung_01A2021 Advertisement

4D tlač umožní vytvoriť zvrásnené a pružné zariadenia na zber energie

0

Vedci vytvorili rozťahovateľné superkondenzátory pomocou špeciálnej technológie tlače, inovatívnych materiálov a umenia origami. Vývoj týchto druhov tvárnych energetických zariadení pomôže nositeľným technológiám, ako sú inteligentné hodinky, stať sa flexibilnejšími, pohodlnejšími a spoľahlivejšími. Vedci z Michiganskej štátnej univerzity pod vedením Changyonga Cao, riaditeľa laboratória mäkkých strojov a elektroniky, pracujú na vývoji inteligentných textílií na sledovanie vitálnych funkcií športovcov počas športového výkonu, elektronickej kože na čiastočné obnovenie hmatu u ľudí používajúcich protetiku a inteligentných implantátov, ktoré dokážu sledovať zdravotný stav pacientov. 

Takéto implantovateľné zariadenia potrebujú elektroniku, ktorá sa dá integrovať do mäkkého tkaniva a prispôsobí sa pohybom tela. Na napájanie týchto zariadení Cao a jeho kolegovia vytvárajú elektronické zariadenia, ktoré premieňajú energiu pohybu na elektrinu. Kľúčový prvok týchto zariadení na získavanie energie je komponent známy ako superkondenzátor, ktorý využíva elektrochémiu na nabíjanie a vybíjanie podobne ako batérie, ibaže oveľa rýchlejšie. 

Výskumníci vyvinuli metódu na vytváranie superkondenzátorov, ktoré môžu dosiahnuť nové limity bez toho, aby boli ohrozené ich elektrochemické vlastnosti. Ide o takzvanú 4D tlač alebo vytváranie 3D štruktúr, ktoré sa časom menia. Pomocou aerosólovej tlačiarne uložili špeciálne pripravený atrament na rozťahovateľný polymérny substrát, podobne ako atramentová tlačiareň distribuuje atrament na papier. Vytvorili tak základ pružných superkondenzátorov.

Predplatné NEXTECH 2020

Atrament obsahuje zmes vodivých uhlíkových materiálov, aby sa dosiahli požadované elektrochemické a mechanické vlastnosti. Ide o uhlíkové nanorúrky a veľmi tenké vrstvy uhlíka, známe ako redukovaný oxid grafénu.  Druhá inovácia je vedecké využitie techniky origami. Vedci svoj atrament vysušili do zvrásneného vzoru, podobného harmonike, čo mu pomohlo zostať pružným po celý čas životnosti.

Aby sa tento vzor dosiahol automaticky, natiahli svoj polymérny substrát a vytlačili naň vlastný špeciálny atrament. Keď sa atrament vytvrdil za správnych podmienok, tím uvoľnil základňu a nechal ju vrátiť sa do pôvodného tvaru. Tento proces umožní výrobu systému s vlastným pohonom, ktorý sa dá ľahko natiahnuť. Výskumníci informovali o svojej práci v časopise Advanced Materials Technologies.

Zdroj: futurity.org.

Redakcia

Všetky autorove články

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať