Image
30.8.2017 0 Comments

Twistron: Hightech nit vyrobená z uhlíkových nanotrubíc dokáže pri napínaní vyrábať elektrinu

Skrútené uhlíkové nanovlákna vyrobené na Texaskej univerzite v Dallase môžu pri rozťahovaní generovať elektrickú energiu. Táto high-tech priadza je výsledkom spolupráce texaských vedcov s kolegami z Hanyang University v Južnej Kórei.

Nová priadza sa nazýva twistron a možno ju použiť napríklad na zber energie z pohybu morských vĺn alebo z výkyvov teploty. Po prišití na košeľu môže poslúžiť aj ako monitor dýchania s vlastným pohonom.

„Najjednoduchší spôsob, ako si predstaviť takýto twistronový zberač, je ten, že máte kus priadze, rozťahujete ju a výsledkom je elektrina,“ povedal Dr. Carter Haines z Texaskej univerzity v Dallase.

Uhlíkové nanovlákna, z ktorých je twistron vyrobený, sú duté trubičky s priemerom 10 000-krát menším ako ľudský vlas. Spájaním nanotrubičiek vzniká veľmi pevná a ľahká priadza. Jej vysoká elastickosť sa dosahuje mnohonásobným skrúcaním.

Keď sa potom takáto priadza ponorí do elektrolytického roztoku (môže to byť hoci bežná slaná voda) alebo pokryje vodivým gélom a natiahne sa, objem uhlíkových nanotrubíc sa zmenší, elektrické náboje v priadzi sa priblížia a energia rastie. Tým sa zvyšuje napätie spojené s nábojom v priadzi, čo umožňuje zber elektriny. Napínaním skrútenej twistronovej priadze 30-krát za sekundu sa generoval maximálny elektrický výkon 250 wattov na kilogram.

V laboratóriu výskumníci ukázali, že twistronová priadza s hmotnosťou menšou, ako má mucha, môže napájať malú LED, ktorá sa rozsvietila pri každom natiahnutí nite.

Aby sa preukázalo, že twistron môže zberať odpadovú tepelnú energiu z prostredia, výskumníci spojili twistronovú priadzu s polymérovým umelým svalom, ktorý sa pri zahrievaní a chladení zmršťuje a rozširuje. Twistronový zberač menil mechanickú energiu generovanú polymérovým svalom na elektrickú energiu. Podľa vedcov sa twistronová technológia môže využiť v takých aplikáciách, pri ktorých nie je možná výmena batérií.

Pri jednej zo skúšok, uskutočnenej na východnom pobreží Južnej Kórey, uložili zvinutý twistron do mora. Priadza dlhá 10 cm mala hmotnosť 1 miligram (približne ako komár) a bola upevnená medzi balón a olovko ležiace na dne mora. Pri každej prichádzajúcej vlne sa priadza natiahla o 25 %, čím sa generoval merateľný elektrický prúd. Výkonnosť zberača je škálovateľná, a to tak zvýšením priemeru twistronu, ako aj paralelným použitím viacerých vlákien.

„Keby bola výroba twistronu menej nákladná, mohli by sme v konečnom dôsledku získať obrovské množstvo energie z oceánskych vĺn,“ povedal Dr. Ray Baughman, vedúci autor štúdie. „V súčasnosti sú však tieto zberače najvhodnejšie na napájanie snímačov a ich komunikácie. Na základe demonštrovaného priemerného výkonu by iba 31 miligramov priadze z uhlíkových nanotrubičiek mohlo poskytnúť pre internet vecí elektrickú energiu potrebnú na prenos 2-kilobajtového dátového paketu na vzdialenosť 100 metrov každých 10 sekúnd.“

Štúdia bola publikovaná 25. augusta v časopise Science.

Zdroj: Utdallas

Autor: Redakcia

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Výskum

Genetický kód „v spreji“. Nanotechnológie umožňujú vyrobiť vdychovateľnú RNA na liečbu pľúcnych chorôb

21.01.2019 00:10

Pacienti s pľúcnymi ochoreniami možno v budúcnosti nájdu úľavu vdychovaním molekúl mRNA (messenger RNA, menej odborne nazývaná aj informačná či mediátorová RNA). mRNA, ktorá môže povzbudiť bunky na pr ...

Výskum

Hypersenzitívna verzia atómových hodín nastavila nové rekordy v presnosti

14.01.2019 00:15

Experimentálne atómové hodiny v Národnom inštitúte pre štandardy a technológie (NIST) dosiahli tri nové rekordy. Tieto hodiny sú dôležité nielen na zlepšenie časomiery a navigácie, ale uplatňujú sa aj ...

Výskum 5

Riešenie na zvýšenie produkcie potravín? Vedci zlepšili fotosyntézu, rastliny porastú rýchlejšie až o 40%

10.01.2019 00:20

Rastúca globálna ľudská populácia nevyhnutne vyžaduje zvýšenie produkcie potravín. Zlepšenie produktivity poľnohospodárskych plodín je možné zvýšením účinnosti fotosyntézy. Kľúčovú úlohu pri fotosynté ...

q

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Najnovšie videá



PC forum button