Інноваційна методика створення гнучких термоелектричних генераторів на основі вуглецевих нанотрубок для живлення пристроїв, що носилися, була розроблена вченими з Японії.
Термогенератори тканинного типу
Особливості технології
Завдяки розвитку електроніки актуальною стає завдання забезпечення надійного живлення бездротових датчиків і гаджетів. Одним із перспективних рішень можуть стати термоелектричні генератори, що перетворюють тепло на електроенергію. Дослідницька група під керівництвом Масакадзу Накамури з Нарського інституту науки та технологій розробляє гнучкі термогенератори тканинного типу на базі вуглецевих нанотрубок (УНТ), вшитих у текстиль.
Переваги УНТ і метод їх диспергування
УНТ мають цілу низку властивостей, які роблять їх привабливими для термоелектричних застосувань: гнучкість, висока механічна міцність, здатність генерувати напругу за різниці температур. Однак їхня висока теплопровідність обмежує ефективність. Щоб знизити теплопередачу, вчені диспергували УНТ у розчині з гліцерином та поверхнево-активною речовиною – поліоксіетилен (50) стеариловим ефіром. Гліцерин завдяки в'язкості забезпечував рівномірний розподіл нанотрубок, а ПАР запобігало їх скупченню та теплообміну між пучками.
Технологічний процес виготовлення ниток
Отримана дисперсія використовувалася для формування ниток методом мокрого прядіння. Завдяки новій технології протягом всього трьох годин та з використанням безпечних хімічних компонентів вдалося створити пряжу з чітко вирівняними пучками УНТ діаметром 8 нм, розділеними шаром ПАР. Вирівнювання підвищує як електро-, і теплопровідність, але наявність поверхнево-активного речовини між пучками дозволило обмежити передачу тепла. Таким чином, запропонований підхід є перспективним для покращення термоелектричних характеристик матеріалів на основі УНТ різної форми – від ниток до плівок та об'ємних структур.
Глосарій
- Масакадзу Накамура {{21} - керівник дослідницької групи з Інституту науки і технологій Нари (NAIST), Японія.
- Вуглецеві нанотрубки (УНТ) - циліндричні структури, що складаються з однієї або декількох згорнутих в трубку гексагональних графітових площин, що мають високу механічну міцність, електро- і теплопровідність .
- Поверхнево-активна речовина (ПАР) - речовина, молекули якої складаються з полярної (гідрофільної) і неполярної (гідрофобної) частин, що дозволяє їм адсорбуватися на поверхнях поділу фаз та знижувати поверхневий натяг.
Посилання
- Стаття в журналі ACS Applied Nano Materials
- Джерело інформації - Нарський інститут науки і технологій
Відповіді на питання
Що таке термоелектричні генератори і для чого вони призначені?
Чому вуглецеві нанотрубки підходять для створення термоелектричних генераторів?
Який метод диспергування вуглецевих нанотрубок був розроблений у дослідженні?
Які переваги дає використання гліцерину та ПАР при диспергуванні ВНТ?
Чому запропонований метод є перспективним для поліпшення термоелектричних властивостей вуглецевих нанотрубок?
Хештеги
Збережи посилання на цю сторінку
Обговорення теми – Революційна тканина перетворює тепло тіла на енергію для смартфонів
Японські вчені розробили інноваційну тканину, здатну перетворювати тепло людського тіла в електрику для живлення пристроїв, що носяться, і датчиків. Це відкриття може стати проривом у галузі «розумного» одягу та інтернету речей.
Останні коментарі
8 коментарів
Написати коментар
Ваша адреса електронної пошти не буде опублікована. Обов'язкові поля відмічені *
Luisa
Гей, ви чули про нові гнучкі термогенератори на основі вуглецевих нанотрубок? 😲 Вони можуть стати революцією для пристроїв та інтернету речей! Більше не доведеться заряджати батареї!
Matteo
Так, я читав про це дослідження. Використання гліцерину та поверхнево-активних речовин дозволило створити ідеальну дисперсію нанотрубок у тканині. 🧵 Дуже елегантне рішення для отримання гнучкої та ефективної термоелектричної тканини.
Gertrude
Брр, навіщо нам ще більше цих марних «розумних» штучок? 😒 У мій час ми обходилися без усіх цих модних чудасій. Нова іграшка, яка через рік опиниться на сміттєзвалищі!
Jakub
Не будьте такою скептичною, Гертрудо! 🙃 Ця технологія може бути корисною в різних областях - від медицини до спорту. Уявіть собі одяг, який сам заряджається від тепла вашого тіла!
Sofia
Точно! 💡 А ще можна використовувати такі тканини для створення енергоефективних будівель та споруд. Вони перетворюватимуть тепло в електрику для живлення систем освітлення, вентиляції та інших потреб.
Matteo
Я вже бачу в уяві цілі «розумні» міста, повністю автономні та екологічно чисті! 🌆 Правда, здорово?
Luisa
Ох, а ви знаєте, я нещодавно прочитала статтю про те, як схожу технологію застосовують для створення медичних імплантатів, які живляться від тепла тіла! 💊 Це вирішує проблему заміни батарей усередині організму.
Jakub
Воу, тепер моя повага до вчених зросла ще більше! 🤩 Вони працюють над рішеннями, які можуть змінити життя людей на краще. Ця інновація справді багатообіцяюча.