این نخ ها برق فراوری می نمایند! - وبلاگ بازی

به گزارش وبلاگ بازی، ایسنا نوشت: الیاف جدیدی پیشرفته اند که می توان با پیچ و تاب دادن آنها برق فراوری کرد.

بر اساس بیانیه مطبوعاتی دانشگاه تگزاس در دالاس(UTD) پژوهشگران این دانشگاه یک نوع تازه و بهبود یافته از نخ های دارای تکنولوژی پیشرفته به نام توئیسترون(twistron) را مهندسی نموده اند که در صورت کشیده یا پیچانده شدن، برق فراوری می نماید.

این نوآوری تازه بسیار شبیه به نخ پشمی یا پنبه سنتی است و توانایی تبدیل حرکت مکانیکی به برق را دارد.

البته این کشف کاملاً تازه نیست، چرا که اولین بار به وسیله پژوهشگران همین دانشگاه در مطالعه ای که در سال 2017 منتشر شد، توصیف شد، اما این نسخه تازه با کارآمدی قابل توجهی نسبت به نسخه اولیه بهبود یافته است.

پیچ و تاب خوردن

نسخه های قبلی توئیسترون ها دارای خاصیت ارتجاعی بالایی بودند و می توانستند با کشش و رها شدن مکرر یا پیچاندن و باز شدن، الکتریسیته فراوری نمایند.

با این حال، پژوهشگران در این مطالعه تازه، این الیاف را تا نهایتِ حدِ پیچ خوردگی نپیچاندند و به جای آن بر روی در هم تنیدن سه رشته جداگانه از این الیاف نانولوله کربنی ریسیده شده برای ساختن یک نخ واحد تمرکز کردند.

دکتر ری باومن(Ray Baughman) مدیر مؤسسه نانوتکنولوژی آلن جی مک دیارمید(Alan G. MacDiarmid) در دانشگاه تگزاس در دالاس گفت: نخ های لایه ای که در منسوجات استفاده می شوند، معمولاً با رشته های منفرد ساخته می شوند که در یک جهت تابیده می شوند و سپس در جهت مخالف به هم می پیوندند تا نخ نهایی ساخته گردد. این ساختار، پایداری در برابر پیچش فراهم می نماید.

وی اضافه نمود: در مقابل، توئیسترون های نانولوله ای کربنی ما با بالاترین کارایی، پیچش و چرخش یکدستی دارند.

پژوهشگران سپس این نخ های تازه را آزمایش کردند و دریافتند که آنها بازده تبدیل انرژی 17.4 درصدی را در انرژی کششی و 22.4 درصدی را در برداشت انرژی پیچشی نشان می دهند که این به طور قابل توجهی بیشتر از نسخه های قبلی با بازدهی 7.6 درصدی است.

باومن می گوید: این توئیسترون ها توان خروجی بالاتری در یک محدوده فرکانسی گسترده - بین 2 تا 120 هرتز - نسبت به گزارش های قبلی برای هر برداشت نماینده انرژی مکانیکی غیر توئیسترونی مبتنی بر مواد دارند.

وی شرح داد که گروه او پیروز شده با فشرده سازی جانبی این نخ در هنگام کشش یا پیچش، عملکرد آن را برجسته کند. این فرآیند تازه به لایه ها اجازه می دهد به گونه ای با یکدیگر تماس پیدا نمایند که بر خواص الکتریکی نخ تأثیر بگذارد.

یک نخ غیرعادی

باومن می گوید: مواد ما کاری بسیار غیرعادی انجام می دهند. زمانی که آنها را می کشید، به جای اینکه چگالی کمتری داشته باشند، چگال تر می شوند. این تراکم، نانولوله های کربنی را به هم نزدیک تر می نماید و به توانایی آنها در برداشت انرژی یاری می نماید.

وی اضافه نمود: ما گروه بزرگی داریم که سعی می نمایند به شکل کامل تر بفهمند که چگونه به چنین نتایج خوبی دست یافته ایم.

این نخ های تازه می توانند با بکار گرفته شدن در دوخت لباس ها، برای فراوری و برداشت انرژی از حرکت انسان استفاده شوند.

پژوهشگران در یک آزمایش، این نخ ها را به یک تکه پارچه نخی دوختند که بلافاصله به دور آرنج یک فرد پیچیده شد و هنگامی که فرد مکرراً آرنج خود را خم و باز می کرد، سیگنال های الکتریکی فراوری شد.

اکنون پژوهشگران برای ثبت اختراع خود اقدام نموده اند و پژوهش خود را در مجله Nature Energy منتشر نموده اند.

227227