Tarptautinė mokslinių tyrimų grupė, vadovaujama mokslininkų iš Teksaso universiteto Dalase (JAV) sukūrė siūlus, kurie gamina elektros energiją, kai jie mechaniškai paveikiami – ištempiami arba susukami.
Tyrime, paskelbtame žurnale „Science“, tyrėjai aprašo šiuos siūlus ir jų galimus panaudojimo būdus, pavyzdžiui, energijos gamybą iš vandenynų bangų energijos ar aplinkos temperatūros svyravimų. Įsiūti į drabužius, jie galėtų teikti energiją dėvimiems davikliams.
Laboratoriniai testai parodė, kad toks siūlas, sveriantis gramo dalis, gali suteikti pakankamai energijos mažam šviesos diodui, nušvintančiam kiekvieną kartą, kai siūlas yra ištempiamas.
Ypač įdomus būtų tokių siūlų panaudojimas daiktų internetui, įrenginiams, kuriems reikia labai mažai energijos, tačiau sudėtinga pakeisti jų maitinimo šaltinius.
Tyrėjai taip pat įsiuvo šiuos siūlus į marškinius. Įprastinis kvėpavimas ištempdavo juos ir sukurdavo elektros srovę, kurios registravimas atitiktų kvėpavimo jutiklio funkciją.
Tekstilė su įsiūta elektronika domina daugelį gamintojų, tačiau šių technologijų vystymą stabdo tinkamų jų maitinimo šaltinių stoka. Energijos gavimas iš žmogaus judesių būtų labai patraukus problemos sprendimas. Sukurti anglies nanovamzdelių siūlai gali duoti net šimtą kartų didesnę elektros srovę, lyginant su kitais panašiais siūlais, apie kuriuos iki šiol yra paskelbta moksliniuose straipsniuose.
Siūlai yra pagaminti iš anglies nanovamzdelių, kurių tuščiaviduriai anglies kristalinės gardelės cilindrai yra 10 000 kartų plonesni už žmogaus plauką. Siekiant, kad jie būtų itin elastingi, siūlai yra smarkiai susukti, tarsi susukta guminė juostelė.
Norint, kad jie gamintų elektros energiją, siūlai turi būti arba panardinti į skystą elektrai laidžią medžiagą arba į elektrolitą, kuris gali būti visai paprastas, kad ir paprastos valgomosios druskos tirpalas vandenyje.
„Iš esmės šie siūlai yra superkondensatorius“, – teigia tyrimo autoriai. „Paprasto kondensatoriaus energija panaudojama, jį įkrovus o po to prijungus prie apkrovos.. Tačiau anglies nanovamzdelių siūlus įkrauna pats elektrolitas. Nereikia jokio išorinio energijos šaltinio“.
Kai siūlai yra susukami arba ištempiami, anglies nanovamzdelių tūris sumažėja, krūvininkai priartėja vienas prie kito ir padidėja jų energija. Tai leidžia sukaupti energiją o vėliau ją atiduoti, kaip elektrą.
Pasak tyrėjų, 30 kartų per sekundę dažniu tampomas siūlas gali sukurti 250 vatų galios vienam kilogramui savo svorio. Kol kas joks kitas iki šiol sukurtas mechaninis energijos kaupiklis (angl. energy harvester) negali generuoti tiek elektros energijos, veikdamas, kaip šis siūlas, nuo kelių ciklų per sekundę iki 600 ciklų per sekundę dažniu.
S.H. Kim el al., „Harvesting electrical energy from carbon nanotube yarn twist,“ Science (2017). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aam8771
No batteries required: Energy-harvesting yarns generate electricity
Daugiau:
Sukurta technologija, smarkiai išplečianti ypač mažai energijos naudojančių jutiklių ryšio atstumą
Valgomoji druska panaudota auginant energijos kaupiklius sudarančias medžiagas
Energijos perdavimo Wi-Fi ryšiu technologija gali lemti proveržį, kuriant „Daiktų internetą“
Baltijos bangos – elektros energijos gavybai
Filmas „Atgal į ateitį“ įkvėpė sukurti Saulės energija įkraunamus drabužius
Ant mokslo revoliucijos slenksčio: kaip mikro- ir nanotechnologijos pakeis pasaulį?