Naukowcy z Japonii opracowali innowacyjną technikę tworzenia elastycznych generatorów termoelektrycznych na bazie nanorurek węglowych do zasilania urządzeń przenośnych.
Tkaninowe generatory ciepła
Cechy technologii
Dzięki rozwojowi elektroniki noszonej zadaniem zapewnienie niezawodnego zasilania bezprzewodowym czujnikom i gadżetom stało się pilne. Obiecującym rozwiązaniem mogłyby być generatory termoelektryczne, które przekształcają ciepło w energię elektryczną. Zespół badawczy kierowany przez Masakazu Nakamurę z Instytutu Nauki i Technologii Nara opracowuje elastyczne generatory ciepła typu tkaninowego oparte na nanorurkach węglowych (CNT) wszytych w tekstylia.
Zalety nanorurek CNT i sposób ich dyspersji
Nanorurki CNT mają szereg właściwości, które sprawiają, że są atrakcyjne dla zastosowań termoelektrycznych: elastyczność, duża wytrzymałość mechaniczna, zdolność do generowania napięcia przy różnicach temperatur. Jednak ich wysoka przewodność cieplna ogranicza ich wydajność. Aby zmniejszyć przenoszenie ciepła, naukowcy zdyspergowali nanorurki CNT w roztworze gliceryny i środka powierzchniowo czynnego, polioksyetylenu (50) eteru stearylowego. Glicerol dzięki swojej lepkości zapewnił równomierne rozmieszczenie nanorurek, a środek powierzchniowo czynny zapobiegał ich gromadzeniu się i przechodzeniu ciepła pomiędzy wiązkami.
Proces technologiczny wytwarzania gwintów
Powstałą dyspersję wykorzystano do formowania gwintów przy użyciu metoda przędzenia na mokro. Dzięki nowej technologii w ciągu zaledwie trzech godzin i przy użyciu bezpiecznych składników chemicznych udało się wytworzyć przędzę z precyzyjnie ułożonych wiązek nanorurek CNT o średnicy 8 nm, przedzielonych warstwą środka powierzchniowo czynnego. Wyrównanie zwiększa przewodność elektryczną i cieplną, ale obecność środka powierzchniowo czynnego pomiędzy wiązkami pozwoliła na ograniczenie wymiany ciepła. Zatem proponowane podejście jest obiecujące w zakresie poprawy właściwości termoelektrycznych materiałów opartych na nanorurkach CNT o różnych kształtach - od nici po folie i struktury objętościowe.
Słowniczek
- Masakazu Nakamura jest liderem zespołu badawczego w Instytucie Nauki i Technologii Nara (NAIST) w Japonii.
- Nanorurki węglowe (CNT) – struktury cylindryczne składające się z jednej lub więcej sześciokątnych płaszczyzn grafitu zwiniętych w rurę, posiadające wysoką wytrzymałość mechaniczną, przewodność elektryczną i cieplną .
- Środek powierzchniowo czynny (surfaktant) – substancja, której cząsteczki składają się z części polarnej (hydrofilowej) i niepolarnej (hydrofobowej), co pozwala na ich adsorbcję na interfejsach i zmniejszyć napięcie powierzchniowe.
Referencje
- Artykuł w czasopiśmie ACS Applied Nano Materials
- Źródło informacji - Instytut Nauki i Technologii Nara
Odpowiedzi na pytania
Czym są generatory termoelektryczne i do czego są przeznaczone?
Dlaczego nanorurki węglowe nadają się do tworzenia generatorów termoelektrycznych?
Którą metodę dyspersji nanorurek węglowych opracowano w badaniu?
Jakie są zalety stosowania gliceryny i środków powierzchniowo czynnych podczas dyspergowania BNT?
Dlaczego proponowana metoda jest obiecująca w zakresie poprawy właściwości termoelektrycznych nanorurek węglowych?
Hashtagi
Zapisz link do tego artykulu
Dyskusja na ten temat – Rewolucyjna tkanina zamienia ciepło ciała w energię dla smartfonów
Japońscy naukowcy opracowali innowacyjną tkaninę, która może przekształcać ciepło ludzkiego ciała w energię elektryczną, która zasila urządzenia i czujniki do noszenia. To odkrycie może być przełomem w dziedzinie inteligentnej odzieży i Internetu rzeczy.
Najnowsze komentarze
8 komentarzy
Napisz komentarz
Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są zaznaczone *
Luisa
Hej, słyszałeś o nowych elastycznych generatorach termicznych opartych na nanorurkach węglowych? 😲 Mogą być rewolucją dla urządzeń ubieralnych i Internetu Rzeczy! Koniec z ładowaniem akumulatorów!
Matteo
Tak, czytałam o tym badaniu. Zastosowanie gliceryny i środków powierzchniowo czynnych umożliwiło stworzenie idealnej dyspersji nanorurek w tkaninie. 🧵 Bardzo eleganckie rozwiązanie umożliwiające uzyskanie elastycznej i wydajnej tkaniny termoelektrycznej.
Gertrude
Brr, po co nam więcej tych bezużytecznych „inteligentnych” rzeczy? 😒 Za moich czasów obyło się bez tych wszystkich modowych mód. Nowa zabawka, która za rok wyląduje na śmietniku!
Jakub
Nie bądź taki sceptyczny, Gertrudo! 🙃 Technologia ta może znaleźć zastosowanie w różnorodnych dziedzinach – od medycyny po sport. Wyobraź sobie ubrania, które ładują się za pomocą ciepła Twojego ciała!
Sofia
Dokładnie! 💡 Takie tkaniny można wykorzystać także do tworzenia energooszczędnych budynków i konstrukcji. Zamienią ciepło w energię elektryczną, która zasili oświetlenie, wentylację i inne potrzeby.
Matteo
Już widzę w wyobraźni całe „inteligentne” miasta, całkowicie autonomiczne i przyjazne dla środowiska! 🌆 Czy to nie wspaniałe?
Luisa
Aha, i wiesz, niedawno przeczytałem artykuł o tym, jak podobną technologię wykorzystuje się do tworzenia implantów medycznych zasilanych ciepłem ciała! 💊 Rozwiązuje to problem wymiany akumulatorów wewnątrz korpusu.
Jakub
Wow, mój szacunek do naukowców wzrósł teraz jeszcze bardziej! 🤩 Pracują nad rozwiązaniami, które mogą zmienić życie ludzi na lepsze. Ta innowacja jest naprawdę obiecująca.