Твистрон зажигает!
Интердайджест
№ 36(2017)

08.09.2017

Пряжа из углеродных нанотрубок способна преобразовывать механическую энергию в электрическую за счет химических взаимодействий. Об этом сообщает Physicsworld.com.
Исследователи из США и Южной Кореи показали, что в очень маленьких масштабах можно генерировать рекордную мощность, перекручивая и растягивая пряжу из углеродных нанотрубок в электролите. Устройство, которое авторы назвали твистроном, вполне подходит для питания удаленных сенсоров в промышленном и другом оборудовании, а также теоретически способно извлекать энергию из океанических волн и движения человеческого тела.
Механическая энергия обычно преобразуется в электрическую энергию с помощью генераторов, устройств, которые используют для создания тока принцип электромагнитной индукции, движение проводника в магнитном поле. Однако если в больших масштабах генераторы обеспечивают почти 100-процентную эффективность преобразования, для малых их просто не существует: очень трудно сделать генератор миллиметрового и даже сантиметрового размера, чтобы он был эффективным. Твистрон работает именно в малых масштабах. Новое устройство производит больше энергии на единицу веса, чем создаваемые ранее преобразователи, и работает в диапазоне от одного до нескольких десятков герц. Как отмечают авторы, группа под руководством Рэя Бомана (Ray Baughman) из Техасского университета в Далласе (University of Texas at Dallas), в такой диапазон частот попадает много возвратно-поступательных движений в природе, в том числе ходьба и дыхание человека. Статья о твистроне опубликована в журнале Science.
Как описывает изобретение портал Physicsworld, каждый твистрон сделан путем скручивания нескольких миллиардов углеродных нанотрубок - полых цилиндров с углеродными стенками толщиной в один атом. Получается высокопрочная пряжа диаметром несколько десятков или сотен микрон, которую погружают в электролит. Вода в электролите создает очень тонкий барьер между электронами на поверхности пряжи и ионами в электролите, и так образуется конденсатор, не требующий внешнего заряда. Авторы поясняют, что при скручивании или растяжении генерирующей нанотрубчатой пряжи ее объем уменьшается, в результате чего электрические заряды сближаются, и это увеличивает напряжение с последующим производством электричества. При растяжении спирально скрученного твистрона 30 раз в секунду можно получить 250 ватт на килограмм пряжи. В лабораторных испытаниях от твистрона весом в несколько граммов при каждом растяжении удавалось зажечь небольшой светодиод. Куски пряжи из углеродных нанотрубок также внедрили в ткань нательной рубашки, которая стала генерировать электрический сигнал, растягиваясь и сжимаясь в ходе цикла дыхания человека.

Изображение с сайта http://physicsworld.com


Вернуться к статье