Amanda Ziqfrid, Dallasdakı Texas Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Tədqiqatçılar karbon nanotublarını karbon nanotubları ipliklərinin hazırlandığı karbon nanotubları təbəqələrinin hazırlanmasında istifadə olunan katalizator ehtiva edən bədii naxışlı substrat üzərində yetişdiriblər. Mənbə: Dallasdakı Texas Universiteti

Dallasdakı Texas Universitetinin tədqiqatçıları, dəfələrlə dartıldıqda elektrik enerjisi istehsal edən karbon nanotublu ipliklər olan tvistronların enerji toplama performansını əhəmiyyətli dərəcədə artıran yeni bir elektrolit sistemi hazırladılar. Bu tapıntılar, insan hərəkətindən enerji toplayaraq geyilə bilən elektron cihazları və ya sensorları işə salacaq ağıllı tekstil məhsullarının, məsələn, kosmik geyimlərin hazırlanmasında istifadə olunan parçaların istehsalına kömək edə bilər.

ACS Nano jurnalında dərc olunmuş bir araşdırmada , UT Dallas alimləri və onların əməkdaşları, adi suyun twistronları yuyan neytral elektrolit məhlulundakı ağır su ilə əvəz edilməsinin ipliklərdən enerji çıxışını əhəmiyyətli dərəcədə artırdığını bildirdilər.

Normal su hidrogen və oksigen atomlarından ibarətdir. Ağır suda hidrogen nüvəsində əlavə neytron olan hidrogen forması olan deuteriumla əvəz olunur.

Adi su ilə müqayisədə, ağır su əsaslı sistem 0,01 hers (saniyədə dövrlər) ilə 2 hers arasında aşağı tezliklərdə 2,5 dəfə daha yüksək pik elektrik enerjisi və dartılma dövrü üçün 1,8 dəfə daha çox enerji təmin edirdi. Tədqiqatın müxbir müəllifi, tədqiqat köməkçisi professor və Alan G. MacDiarmid NanoTech İnstitutunun həmrəy rəhbəri Dr. Mengmeng Zhang bildirib ki, enerji çevrilmə səmərəliliyi 9,5%-ə çatıb ki, bu da əvvəllər bildirilən neytral elektrolitlərdə işləyən digər twistron yığım kombaynlarından daha yüksəkdir.Burada 90 dərəcədə çarpaz şəkildə yığılmış karbon nanotube təbəqələri, twistron enerji yığıcıları hazırlamaq üçün ənənəvi ipliyə bənzər şəkildə əyirilir. Mənbə: Dallasdakı Texas Universiteti

“Bu tədqiqat əsasən aşağı tezlikli enerji yığımının artırılmasına yönəlsə də – məsələn, insan hərəkəti və ya okean dalğalarından – bu deuteriumla gücləndirilmiş twistron yığım kombaynları həmçinin 2 hersdən 50 hersə qədər yüksək tezliklərdə diqqətəlayiq yığım performansı nümayiş etdirir”, – deyə Çjan bildirib. “Potensial daha yüksək tezlikli istifadələrə fırlanan avtomobil təkərlərindən elektrik enerjisi yığımı daxil ola bilər.”

Tvistronlar, diametri insan saçından 10.000 dəfə kiçik olan karbon nanotublarından, içi boş silindrlərdən hazırlanmış əyri ipliklərdir. Əvvəlcə UT Dallas rəhbərliyindəki bir komanda tərəfindən yaradılan və 2017-ci ildə Science jurnalında təsvir edilən tvistronlar, adi tekstil liflərinə bənzər quruluşa malik üçqat karbon nanotublu ipliklər kimi hazırlanmışdır ki, bu da onların parçalara asanlıqla inteqrasiya olunmasına imkan verir.

Tvistronların performansı adətən tvistronlar güclü turşu elektrolitləri ilə örtüldükdə maksimum dərəcədə artır, lakin turşunun aşındırıcı təbiəti liflərin geyilə bilən və ya ətraf mühitə həssas sistemlərdə istifadəsini məhdudlaşdırır. Neytral su əsaslı elektrolit məhlulları daha təhlükəsiz alternativ təklif edir, lakin onlar o qədər də səmərəli deyil.

Tədqiqatın həmmüəllifi və Təbiət Elmləri və Riyaziyyat Məktəbinin (NSM) kimya üzrə doktorantı İşara Ekanayake bildirib ki, “Yeni ağır su əsaslı elektrolit sistemimiz bu çətinliyin öhdəsindən gəlir və xüsusilə insan fəaliyyəti kimi aşağı tezlikli mühitlərdə yüksək performansı qoruyan korroziyaya uğramayan bir seçim təqdim edir”.Optik mikroskop altında göstərilən bu twistron enerji yığıcısının diametri təxminən 200 mikrometrdir ki, bu da insan saçının təxminən ikiqat ölçüsüdür. Kredit: Dallasdakı Texas Universiteti

Ekanayake bildirib ki, “Ağır sudan istifadə yüklü molekulların hərəkətini yavaşlatır və öz-özünə boşalma sürətini azaldır və ya minimuma endirir, beləliklə, karbon nanotüplərində daha çox yük saxlaya bilərik. Enerji yığımı üçün bu, böyük bir faydadır – daha çox yük yığımın daha yaxşı performansına gətirib çıxarır”.

Praktik istifadəni nümayiş etdirmək üçün tədqiqatçılar bərk elektrolit geli ilə örtülmüş bir twistron iplik massivini kommersiya tekstilinə yerləşdirdilər və insan hərəkətindən enerji yığımını simulyasiya etmək üçün materialı uzatdılar. Tutulan enerji geyilə bilən elektron cihazları uğurla işə saldı.

“Gündəlik hərəkətlərdən telefonlara, saatlara, planşetlərə, noutbuklara və digər portativ elektronikaya davamlı olaraq elektrik enerjisi istehsal edə bilən yeni nəsil geyilə bilən parçaları təsəvvür edə bilərik”, – deyə Çjan bildirib.

Komanda həmçinin elektrolitlə örtülmüş tvistron ipliklərini qızdırıldıqda büzülən polimer əsaslı süni əzələyə birləşdirməklə istilik enerjisi yığımını nümayiş etdirdi . Əzələ büzüldükcə, o, elektrik enerjisi istehsal etmək üçün tvistron ipliyini dartdı və bu da texnologiyanın ətraf mühitin temperatur dəyişiklikləri ilə əlaqəli tətbiqlər üçün potensialını göstərdi.

Tədqiqatın növbəti addımı deuterium əsaslı elektrolit sistemini optimallaşdırmağın yollarını müəyyən etməyi əhatə edəcək.

Nəşr detalları

İşara Ekanayake və digərləri, Aşağı Tezlikli Mexaniki Enerji Yığımı üçün D _{2 O-Təkmilləşdirilmiş Twistron İplik Yığıcı Kombaynlar,} ACS Nano (2026). DOI: 10.1021/acsnano.5c18352

Jurnal məlumatları: ACS Nano , Elm  

Əsas anlayışlar

Elektrik xüsusiyyətləriEnerji istifadəsiNəqliyyat hadisələriPolimerlər

Dallasdakı Texas Universiteti tərəfindən təmin edilir