Пиши статьи, зарабатывай вместе с нами! Подробнее

Волокна, имитирующие электрических угрей, могут заряжать нательные устройства

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Loading...Loading...
electric-eel-fiber

Комментариев: 0
Автор:

Растягивающиеся волокна, использующие те же принципы генерации электричества, что и электрические угри, могут быть использованы для производства нательных устройств, — сообщают ученые.

 

В экспериментах эти гибкие провода создали достаточно энергии, чтобы включить электрический фонарик и часы.

 

Это изобретение потрясающе, потому что использует созданные природой механизмы, чтобы «решать реальные проблемы, и иногда превосходить в этом природу»,- заявляет один из авторов проекта Хао Сан, материаловед из университета Фудан в Шанхае.

 

Высокое напряжение

 

Электрические угри (Electrophorus electricus) могут создавать сильные электрические разряды, чтобы обездвижить жертву или защититься от хищника. Для этого у них есть специальные клетки, электроциты, которые способны генерировать сильное электрическое поле, храня и освобождая большое количество ионов.

 

В одиночку электроцит способен создать небольшой разряд, примерно 0,15 вольт, но в теле угря тысячи таких дисковидных клеток соединены друг с другом и одновременно создают разряд силой до 600 вольт — это в пять раз больше, чем в розетках жилых домов.

 

Сан и его коллеги попытались использовать принцип работы электропроизводящих тканей угря в искусственном материале. Чтобы сделать это, они создали волокна, которые имитируют способность электроцитов суммировать множество небольших разрядов в один сильный.

 

Эти волокна работают по принципу конденсаторов, то есть состоят из чередующихся проводников и изоляторов. Они хранят электроэнергию на поверхности проводников и способны отдавать энергию намного быстрее, чем батарейки, хотя и хранят ее в меньших объемах.

 

Ученые создали конденсатор, обернув эластичное резиновое волокно толщиной 500 микрон (в пять раз толще человеческого волоса) листами углеродных нанотрубок. Диаметр одной такой трубки — всего лишь несколько нанометров, что позволяет материалу проявлять внушительную электропроводность и хорошую гибкость.

 

Но резиновое волокно не полностью покрыто углеродом — через небольшие промежутки листы нанотрубок прерываются, оставляя открытой изолирующую резину. Это и есть ключ к работе такой конструкции, ведь конденсатор состоит из изолятора и проводника.

 

Затем на отдельные участки полученного волокна был нанесен специальный электропроводящий гель. Именно благодаря нанесению состава на определенные участки и получился конденсатор.

 

Чем больше сегментов «проводник-изолятор» имеет волокно, тем больше электричества оно может хранить и отдавать. Например, двенадцатиметровое волокно способно генерировать около 1000 вольт.

 

Ранее исследователи уже пытались воссоздать выработку электричества угрями, соединяя множество конденсаторов, но из-за металлической основы конструкция получалась хрупкой, непрактичной и негибкой.

 

Электрические волокна

 

Этот материал может растягиваться на 70 процентов, не теряя своих электрических свойств. При этом его можно смешать с обычными эластичными волокнами и создать ткань, которая бы использовалась в одежде совместно с нательными устройствами.

 

Исследователи уже проводили эксперименты, подключая «угорьные» провода к электронным часам и светодиодам, вшитым в футболку. По словам ученых, эти провода вскоре можно будет вшивать в обычную одежду и с их помощью заряжать, например, Apple Watch или Google Glass.

 

Также исследователи попробовали совместить эти волокна с солнечными батареями в виде проводов. Это позволило создать ток в 10 вольт — достаточно для подключения или зарядки небольших устройств.

 



Не получили ответ на свой вопрос?

Предложите авторам тему:





Похожие статьи