Енерговолокно здатне заряджати переносну техніку

Anonim

Нові волокна, що наслідують властивостям спеціальних виробляють електрику клітин, якими володіють електричні вугри, можуть заряджати носяться пристрої. Ці волокна з'єднують в собі провідні вуглеводневі нанотрубки, ізолюючі гумові дроти і електродний пасту, необхідну для створення крихітних конденсаторів, які розташовані послідовно для створення високої напруги.

Ідея дослідників полягає в тому, щоб вшивати еластичні волокна, що наслідують властивостям електричних вугрів, в одяг, щоб заряджати носяться пристрої. Під час експериментів енерговолокно генерував достатню кількість енергії для зарядки світлодіодів і електронних наручних годинників.

Енерговолокно

Електричні вугри (Electrophorus electricus) можуть випускати смертельні електричні розряди, щоб паралізувати здобич або захиститися від хижаків. Клітини цієї риби, відомі як електроцитів, накопичують і вивільняють електрично заряджені іони для створення потужних електричних полів.

Сама по собі одна клітина виробляє низьку напругу, всього близько 0, 15 вольт, проте, в вугрі працюють тисячі таких розташованих одна за одною клітин, які разом генерують напругу до 600 вольт.

Для того щоб повторити подібне вчені створили волокна, що наслідують здатності електричних вугрів з'єднувати крихітне електричну напругу з безлічі клітин.

Ці волокна - конденсатори, що означає, що вони є альтернативою парам провідників і непроводнікі, або матеріалами, які блокують електричний струм. Конденсатори накопичують електричний заряд на поверхні провідників і можуть захоплювати і вивільняти енергію набагато швидше ніж батареї, незважаючи на те, що зазвичай вони здатні накопичувати менше енергії ніж батареї.

Вчені зробили конденсатори з першого поверхневого шару вуглеводневих нанотрубок навколо еластичних гумових волокон товщиною в 500 мікрон, що в п'ять разів товщі звичайного людського волосся.

Дослідники домоглися того, що поверхня проводять вуглеводневих трубок повністю не перекриває ізолюючі гумові проводки. Тому збереглися проміжки, в яких і полягає особливість пристрою. Провідна електродний паста, нанесена на волокна, перетворює їх в конденсатори.

Чим більше чергуються ділянок проводять нанотрубок і ізолюючої гуми в волокні, тим більша напруга воно зможе згенерувати. Згідно з доповідями дослідників в журналі Advanced Materials від 14 січня, волокно довжиною приблизно 12 метрів може відтворити напругу в 1000 вольт.

За словами дослідників, еластичні волокна здатні розтягуватися до 70% від їх звичайної довжини без втрати їх електричних або структурних якостей. Волокна можуть з'єднуватися і створювати тканину, яка може бути вшита в одяг.

Вчені також з'єднали волокна-конденсатори з сонячними батареями, які мають форму волокон, щоб створити матеріал, здатний вбирати в себе і зберігати енергію. Під час експерименту ці скомбіновані волокна при прямому світловому контакті генерували напругу в 10 вольт, чого достатньо для зарядки деяких маленьких електронних пристроїв.