Нано-ткани: карбоновые нити помогут человечеству получать больше энергии из ВИЭ
В ближайшем будущем одежда, изготовленная из ткани, содержащей карбоновые нити, сможет приводить в действие носимые устройства - это значит, что такая одежда сможет вырабатывать энергию благодаря движением тела пользователя.
По сравнению с уже ставшими нам относительно привычными видами возобновляемых источников энергии, такими как солнечная энергия и энергия ветра, разработка энергосберегающей ткани все еще находится в зачаточном состоянии, но работа над ее созданием и применение активно ведется уже несколько лет. И она дает многообещающие результаты и позволяет в будущем рассматривать возможность создания такой ткани и ее использования в качестве микромасштабного источника электроэнергии. Последние исследования, изучавшие возможности преобразования механической энергии в электричество, свидетельствуют о том, что подобная ткань может вырабатывать количество энергии, достаточное не только для зарядки смартфонов или небольших гаджетов, но и для работы более масштабных механизмов.
Группа международных исследователей, возглавляемая учеными из Техасского университета в Далласе (UT Dallas) и Университета Ханьяна в Южной Корее, разработала специальную пряжу, состоящую из углеродных (карбоновых) нитей, которая может генерировать электричество при скручивании или растяжении, что, по их словам, может «обеспечить выработку энергии при движении». Сами углеродные нити невероятно тонкие - они примерно в 10 000 раз тоньше человеческого волоса, но намного прочнее, чем сталь. Такие нити называют карбоновыми или твистронными нитями. По словам команды исследователей, рубашка с твистроном может обеспечить выработку энергии, достаточной для того, чтобы привести в действие мелкие устройства, без необходимости включать их в сеть.
«Твистроовые нити работают по очень простому принципу - у вас есть пряжа, вы ее растягиваете или скручиваете и получаете электричество», - говорит доктор Картер Хейнс, профессор-доцент в Институте нанотехнологий Алана Дж. Макдиармида в UT Dallas
Твистронная пряжа по своему внешнему виду похожа на «перекрученную резиновую ленту», что обеспечивает ее энергосберегающие качества. Когда такая пряжа растягивается или скручивается, она уменьшает объем углеродных нитей, тем самым увеличивая их энергию из-за электрических зарядов на нити, сближающихся друг с другом, что, в свою очередь, увеличивает напряжение и позволяет ткани вырабатывать электричество. По словам доктора Рэя Богмана, директора Института НаноТеха и соавтора исследования, спиральные твистронные нити, которые растягиваются 30 раз в секунду, могут генерировать 250 Вт мощности на килограмм, что, как говорят, «более чем в сто раз превышает электрическую мощность по сравнению с другими тканями, которые обладают схожими свойствами».
Исследователи говорят, что производительность ткани на основе карбоновых нитей может увеличиваться за счет увеличения диаметра пряжи и параллельного развертывания нескольких ее нитей, и, хотя технология очень перспективная, есть одно серьезное препятствие для ее использования и быстрого развития - это высокая стоимость производства таких нитей.
«Если бы наши твисторные ткани могли быть менее дорогостоящими, они могли бы в конечном итоге дать человечеству возможность получить огромное количество энергии. Однако в настоящее время эти нити не используются широко». - говорит Богман.
Группа, которая подала заявку на патентование данной технологии, опубликовала результаты своего исследования в журнале Science.
Источник: https://rodovid.me/energy/nano-tkani-kak-karbonovye-niti-pomogut-chelovechestvu-poluchat-bolshe-energii-iz-vozobnovlyaemyh-istochnikov.html
По сравнению с уже ставшими нам относительно привычными видами возобновляемых источников энергии, такими как солнечная энергия и энергия ветра, разработка энергосберегающей ткани все еще находится в зачаточном состоянии, но работа над ее созданием и применение активно ведется уже несколько лет. И она дает многообещающие результаты и позволяет в будущем рассматривать возможность создания такой ткани и ее использования в качестве микромасштабного источника электроэнергии. Последние исследования, изучавшие возможности преобразования механической энергии в электричество, свидетельствуют о том, что подобная ткань может вырабатывать количество энергии, достаточное не только для зарядки смартфонов или небольших гаджетов, но и для работы более масштабных механизмов.
Группа международных исследователей, возглавляемая учеными из Техасского университета в Далласе (UT Dallas) и Университета Ханьяна в Южной Корее, разработала специальную пряжу, состоящую из углеродных (карбоновых) нитей, которая может генерировать электричество при скручивании или растяжении, что, по их словам, может «обеспечить выработку энергии при движении». Сами углеродные нити невероятно тонкие - они примерно в 10 000 раз тоньше человеческого волоса, но намного прочнее, чем сталь. Такие нити называют карбоновыми или твистронными нитями. По словам команды исследователей, рубашка с твистроном может обеспечить выработку энергии, достаточной для того, чтобы привести в действие мелкие устройства, без необходимости включать их в сеть.
«Твистроовые нити работают по очень простому принципу - у вас есть пряжа, вы ее растягиваете или скручиваете и получаете электричество», - говорит доктор Картер Хейнс, профессор-доцент в Институте нанотехнологий Алана Дж. Макдиармида в UT Dallas
Твистронная пряжа по своему внешнему виду похожа на «перекрученную резиновую ленту», что обеспечивает ее энергосберегающие качества. Когда такая пряжа растягивается или скручивается, она уменьшает объем углеродных нитей, тем самым увеличивая их энергию из-за электрических зарядов на нити, сближающихся друг с другом, что, в свою очередь, увеличивает напряжение и позволяет ткани вырабатывать электричество. По словам доктора Рэя Богмана, директора Института НаноТеха и соавтора исследования, спиральные твистронные нити, которые растягиваются 30 раз в секунду, могут генерировать 250 Вт мощности на килограмм, что, как говорят, «более чем в сто раз превышает электрическую мощность по сравнению с другими тканями, которые обладают схожими свойствами».
Исследователи говорят, что производительность ткани на основе карбоновых нитей может увеличиваться за счет увеличения диаметра пряжи и параллельного развертывания нескольких ее нитей, и, хотя технология очень перспективная, есть одно серьезное препятствие для ее использования и быстрого развития - это высокая стоимость производства таких нитей.
«Если бы наши твисторные ткани могли быть менее дорогостоящими, они могли бы в конечном итоге дать человечеству возможность получить огромное количество энергии. Однако в настоящее время эти нити не используются широко». - говорит Богман.
Группа, которая подала заявку на патентование данной технологии, опубликовала результаты своего исследования в журнале Science.
Источник: https://rodovid.me/energy/nano-tkani-kak-karbonovye-niti-pomogut-chelovechestvu-poluchat-bolshe-energii-iz-vozobnovlyaemyh-istochnikov.html