Инженеры предложили покрыть океан умной пряжей
Пряжа Twistronic извлекает энергию из движения. Новый вид ткани может питать носимые устройства и потенциально собирать энергию океанов.
Твистроны, изготовленные из углеродных нанотрубок (УНТ), преобразуют механическое движение в электричество. Исследователи из университета Техаса в Далласе создали новый тип твистрона, переплетая три отдельные нити из скрученных углеродных нанотрубок в одну нить. Их метод похож на способ изготовления обычной пряжи, используемой в текстиле.
Исследование показало, что новая пряжа, изготовленная из углеродных нанотрубок, может генерировать электричество за счет механической энергии лучше, чем любой другой материал на сегодняшний день.
Исследователи говорят, что высокотехнологичные нити, известные как твистроны , могут быть вшиты в одежду для производства электричества от движения человека или развернуты в океане для сбора энергии волн.
Электромагнитные генераторы, которые по сути функционируют как электродвигатели, работающие в обратном направлении, уже давно используются для преобразования механической энергии ветра и воды в электричество. Хотя они хорошо работают в больших масштабах, они гораздо хуже работают в меньших масштабах. Поэтому исследователи изучили широкий спектр материалов для сбора механической энергии, например, используя движения тела для питания носимой электроники.
Ученые впервые сообщили об изобретении твистронов около пяти лет назад. Они создали эти материалы, превратив углеродные нанотрубки в высокопрочные и легкие волокна, которые также могут включать электролиты. Скручивание или растяжение этих нитей увеличивает их плотность, что, в свою очередь, создает напряжение, которое может управлять электрическим током.
«Наша мечта в будущем - иметь возможность использовать наши твистроны для сбора механической энергии в океанах для питания городов», - говорит старший автор исследования Рэй Боуман, материаловед из Техасского университета в Далласе.
Предыдущие исследования показали, что твистроны демонстрировали самую высокую пиковую мощность среди всех материалов, когда речь шла о сборе энергии от растягивающих движений с частотами от 0,1 до 30 Гц. Это сделало их потенциально интересными для широкого спектра применений, таких как получение энергии из одежды или океана. Однако эти предшествующие твистроны имели эффективность преобразования энергии в лучшем случае 7,6% как при скручивании, так и при растяжении.
В новом исследовании ученые стремились резко повысить эффективность твистрона. Теперь они достигли эффективности 17,4% при растяжении и 22,4% при скручивании.