به گزارش ایسنا ، بر اساس بیانیه مطبوعاتی دانشگاه تگزاس در دالاس( UTD) پژوهشگران این دانشگاه یک نوع جدید و بهبود یافته از نخ های دارای تکنولوژی پیشرفته به نام توئیسترون( twistron) را مهندسی کرده اند که در صورت کشیده یا پیچانده شدن، برق تولید می کند.
این نوآوری جدید بسیار شبیه به نخ پشمی یا پنبه سنتی است و توانایی تبدیل حرکت مکانیکی به برق را دارد.
البته این کشف کاملاً جدید نیست، چرا که نخستین بار توسط پژوهشگران همین دانشگاه در مطالعه ای که در سال ۲۰۱۷ منتشر شد، توصیف شد، اما این نسخه ی جدید 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 تولید کنند.
با این حال، پژوهشگران در این مطالعه جدید، 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 خاطرنشان کرد:نخ های لایه ای که در منسوجات استفاده می شوند ، معمولاً با رشته های منفرد ساخته می شوند که در یک جهت تابیده میشوند و سپس در جهت مخالف به هم می پیوندند تا نخ نهایی ساخته شود. این ساختار، پایداری در برابر پیچش فراهم می کند.
وی افزود:در مقابل، توئیسترون های نانولوله ای کربنی ما با بالاترین کارایی، پیچش و چرخش یکدستی دارند.
پژوهشگران سپس این نخ های جدید را آزمایش کردند و دریافتند که آن ها بازده تبدیل انرژی ۱۷.۴ درصدی را در انرژی کششی و ۲۲.۴ درصدی را در برداشت انرژی پیچشی نشان می دهند که این به صورت قابل توجهی بیشتر از نسخه های قبلی با بازدهی ۷.۶ درصدی است.
باومن می گوید:این توئیسترون ها توان خروجی بالاتری در یک محدوده فرکانسی گسترده- بین ۲ تا ۱۲۰ هرتز- نسبت به گزارش های قبلی برای هر برداشت کننده انرژی مکانیکی غیر توئیسترونی مبتنی بر مواد دارند.
وی توضیح داد که گروه او موفق شده با فشرده سازی جانبی این نخ در هنگام کشش یا پیچش، عملکرد آن را برجسته کند. این فرآیند جدید به لایه ها اجازه می دهد به گونه ای با یکدیگر تماس پیدا کنند 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 کند و به توانایی آنها در برداشت انرژی کمک می کند.
وی افزود:ما گروه بزرگی داریم که سعی می کنند به شکل کامل تر بفهمند که چگونه به چنین نتایج خوبی دست یافته ایم.
این نخ های جدید میتوانند با بکار گرفته شدن در دوخت لباس ها، برای تولید 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 تولید شد.
اکنون پژوهشگران برای ثبت اختراع خود اقدام کرده اند و پژوهش خود را در مجله Nature Energy منتشر کرده اند.
- 10
- 2
