Инновационная методика создания гибких термоэлектрических генераторов на основе углеродных нанотрубок для питания носимых устройств была разработана учёными из Японии.
Термогенераторы тканевого типа
Особенности технологии
Благодаря развитию носимой электроники актуальной становится задача обеспечения надёжного питания беспроводных датчиков и гаджетов. Одним из перспективных решений могут стать термоэлектрические генераторы, преобразующие тепло в электроэнергию. Исследовательская группа под руководством Масакадзу Накамуры из Нарского института науки и технологий разрабатывает гибкие термогенераторы тканевого типа на базе углеродных нанотрубок (УНТ), вшитых в текстиль.
Преимущества УНТ и метод их диспергирования
УНТ обладают целым рядом свойств, делающих их привлекательными для термоэлектрических применений: гибкость, высокая механическая прочность, способность генерировать напряжение при разности температур. Однако их высокая теплопроводность ограничивает эффективность. Чтобы снизить теплопередачу, учёные диспергировали УНТ в растворе с глицерином и поверхностно-активным веществом – полиоксиэтилен (50) стеариловым эфиром. Глицерин благодаря вязкости обеспечивал равномерное распределение нанотрубок, а ПАВ предотвращало их скопление и теплообмен между пучками.
Технологический процесс изготовления нитей
Полученная дисперсия использовалась для формирования нитей методом мокрого прядения. Благодаря новой технологии в течение всего трёх часов и с использованием безопасных химических компонентов удалось создать пряжу с чётко выровненными пучками УНТ диаметром 8 нм, разделёнными слоем ПАВ. Выравнивание повышает как электро-, так и теплопроводность, но наличие поверхностно-активного вещества между пучками позволило ограничить передачу тепла. Таким образом, предложенный подход перспективен для улучшения термоэлектрических характеристик материалов на основе УНТ различной формы – от нитей до плёнок и объёмных структур.
Глоссарий
- Масакадзу Накамура - руководитель исследовательской группы из Института науки и технологий Нары (NAIST), Япония.
- Углеродные нанотрубки (УНТ) - цилиндрические структуры, состоящие из одной или нескольких свёрнутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей, обладающие высокой механической прочностью, электро- и теплопроводностью.
- Поверхностно-активное вещество (ПАВ) - вещество, молекулы которого состоят из полярной (гидрофильной) и неполярной (гидрофобной) частей, что позволяет им адсорбироваться на поверхностях раздела фаз и снижать поверхностное натяжение.
Ссылки
- Статья в журнале ACS Applied Nano Materials
- Источник информации - Нарский институт науки и технологий
Ответы на вопросы
Что такое термоэлектрические генераторы и для чего они предназначены?
Почему углеродные нанотрубки подходят для создания термоэлектрических генераторов?
Какой метод диспергирования углеродных нанотрубок был разработан в исследовании?
Какие преимущества дает использование глицерина и ПАВ при диспергировании ВНТ?
Почему предложенный метод является перспективным для улучшения термоэлектрических свойств углеродных нанотрубок?
Хештеги
Сохрани ссылку на эту статью
Обсуждение темы – Революционная ткань превращает тепло тела в энергию для смартфонов
Японские ученые разработали инновационную ткань, способную превращать тепло человеческого тела в электричество для питания носимых устройств и датчиков. Это открытие может стать прорывом в области «умной» одежды и интернета вещей.
Последние комментарии
8 комментариев
Написать комментарий
Ваш адрес электронной почты не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *
Luisa
Эй, вы слышали о новых гибких термогенераторах на основе углеродных нанотрубок? 😲 Они могут стать революцией для носимых устройств и интернета вещей! Больше не придется заряжать батареи!
Matteo
Да, я читал об этом исследовании. Использование глицерина и поверхностно-активных веществ позволило создать идеальную дисперсию нанотрубок в ткани. 🧵 Очень элегантное решение для получения гибкой и эффективной термоэлектрической ткани.
Gertrude
Брр, зачем нам еще больше этих бесполезных «умных» штучек? 😒 В мое время мы обходились без всех этих модных причуд. Новая игрушка, которая через год окажется на свалке!
Jakub
Не будьте такой скептичной, Гертруда! 🙃 Эта технология может быть полезна в самых разных областях - от медицины до спорта. Представьте себе одежду, которая сама подзаряжается от тепла вашего тела!
Sofia
Точно! 💡 А еще можно использовать такие ткани для создания энергоэффективных зданий и сооружений. Они будут преобразовывать тепло в электричество для питания систем освещения, вентиляции и других нужд.
Matteo
Я уже вижу в воображении целые «умные» города, полностью автономные и экологически чистые! 🌆 Правда, здорово?
Luisa
Ох, а вы знаете, я недавно прочитала статью о том, как схожую технологию применяют для создания медицинских имплантатов, которые подпитываются от тепла тела! 💊 Это решает проблему замены батареек внутри организма.
Jakub
Воу, теперь мое уважение к ученым возросло еще больше! 🤩 Они работают над решениями, которые могут изменить жизнь людей к лучшему. Эта инновация действительно многообещающая.