Makmasterio universiteto (Kanada) inžinerijos specialistai Emilė Kranston (Emily Cranston) bei Igoris Žitomirskis (Igor Zhitomirsky) sugalvojo, kaip gamtoje randamus organinius junginius panaudoti kuriant elektros energijos kaupiklius, kurie savo ruožtu galėtų būti sudedamoji išmaniųjų laikrodžių ar hibridinių automobilių dalimi.
Minėtieji mokslininkai visą dėmesį skiria celiuliozei – organiniam junginiui, kurį galima aptikti augaluose, bakterijose, dumbliuose ar medžiuose. Jų tikslas yra efektyvesnių ir ilgaamžiškesnių elektros energijos kaupiklių sukūrimas, kuris leistų pasiekti proveržį konstruojant dėvimuosius įrenginius, nešiojamuosius energijos šaltinius ir hibridinius bei elektros variklius.
„Galutinis šio tyrimo tikslas yra surasti būdą, kaip šiuolaikines ir ateities technologijas paversti efektyvesnėmis tuo pačiu išlaikant ekologinę pusiausvyrą, – pasakoja cheminės inžinerijos docentė E. Kranston, kurios bendras darbas su medžiagų mokslo ir inžinerijos profesoriumi I. Žitomirskiu publikuotas žurnale „Advanced Materials“. – Tai reiškia, jog mums reikalingos medžiagos, kurios būtų draugiškesnės aplinkai ir jų gamybai nereikėtų baigtinių resursų.“
Celiuliozė pasižymi tuo, jog yra labai tvirta ir lanksti, todėl tyrėjus ypač domina nanoceliuliozės pagrindo medžiagos. Minėtųjų mokslininkų darbe aprašomas patobulintas trimačio elektros energijos kaupiklio modelis, kuriame svarbiausias elementas yra funkcinės nanodalelės, įkalintos tarp sienelių, pagamintų iš tam tikrų nanoceliuliozės putų.
Šioms putoms pagaminti užtenka supaprastinto ir spartaus vieno žingsnio proceso. Naudojama nanoceliuliozė iš esmės yra celiuliozės nanokristalai, kurie šiek tiek primena nevirtus ilgagrūdžius nanometrinių matmenų ryžius. Naujuosiuose įrenginiuose „ryžių grūdeliai“ suklijuojami atsitiktiniuose taškuose – taip suformuojama itin lengva tuščiavidurė tinklelinė struktūra. Ją galima panaudoti gaminant draugiškesnius aplinkai kondensatorius, kurie pasižymėtų didesniu energijos tankiu ir spartesne įkrovimo sparta.
Lengvi ir itin talpūs kondensatoriai nepaprastai domina hibridinių ir elektros variklių gamintojus. Sparčiai įsikraunantys įrenginiai leidžia sutaupyti didelius energijos kiekius, mat jie gali efektyviai kaupti energiją automobilio stabdymo metu ir tiekti ją didinant greitį.
„Aš esu įsitikinęs, jog geriausi rezultatai pasiekiami tuomet, kai tyrėjai pasidalina savo patirtimi, – teigia straipsnio bendraautoris. – Emilė yra nepaprasta tyrimų partnerė. Mane nepaprastai sužavėjo jos entuziazmas, gebėjimas organizuoti komandinį darbą ir generuoti naujas idėjas“.