nova energia

Uma equipe de pesquisadores da Universidade do Texas em Dallas inventou fios de nanotubos que transformam movimento mecânico em eletricidade quando são esticados ou torcidos. Conforme descrito pela primeira vez em um estudo publicado em 2017 na revista Science, os fios são construídos a partir de nanotubos de carbono, que são cilindros ocos de carbono 10.000 vezes menores em diâmetro que um cabelo humano. Um estudo publicado em 26 de janeiro na Nature Energy relatou que essas versões anteriores de fios apelidados de twistrons eram altamente elásticos e podiam gerar eletricidade sendo repetidamente esticados e soltos ou torcidos e destorcidos.

Desde então, a equipe aprimorou o processo dos twistrons, resultando em fibras mais eficientes e que produzem mais eletricidade do que os modelos mais antigos. Em seu novo estudo, os pesquisadores não torceram as fibras a ponto de enrolar. Em vez disso, eles entrelaçaram três fios individuais de fibras fiadas para fazer um único fio, muito parecido com a lã tradicional ou o fio de algodão, mas com um toque diferente.

O Dr. Ray Baughman, diretor do Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute na UT Dallas e o autor correspondente do estudo explica: 'Fios dobrados usados ​​em têxteis normalmente são feitos com fios individuais que são torcidos em uma direção e depois dobrados juntos em na direção oposta para fazer o fio final. Esta construção heteroquiral fornece estabilidade contra destorção'. Baughman, o Distinguished Chair Robert A. Welch em Química na Escola de Ciências Naturais e Matemática acrescenta: 'Em contraste, nossos twistrons dobrados de nanotubos de carbono de mais alto desempenho têm a mesma mão de torção e dobra - eles são homoquirais em vez de heteroquiral,'disse Baughman.

todas as imagens da Universidade do Texas em Dallas

Opesquisadores poderia mostrar por meio de experimentos que os novos fios demonstraram uma eficiência de conversão de energia de 17,4% para colheita de energia de tração (alongamento) e 22,4% para colheita de energia de torção (torção). Isso alcançou uma eficiência máxima de conversão de energia de 7,6%. 'Esses twistrons têm uma potência mais alta por peso do harvester em uma ampla faixa de frequência - entre 2 hertz e 120 hertz - do que o relatado anteriormente para qualquer colheitadeira de energia mecânica baseada em material não twistron,'disse Baughman.

Baughman mencionou que a equipe foi capaz de melhorar o desempenho dos twistrons dobrados introduzindo uma compressão lateral do fio ao esticá-lo ou torcê-lo. Este processo atualizado permite que as camadas entrem em contato umas com as outras de uma forma que afeta as propriedades elétricas do fio.

'Nossos materiais fazem algo muito incomum,'explicou Baughman. 'Quando você os estica, em vez de se tornarem menos densos, eles se tornam mais densos. Essa densificação aproxima os nanotubos de carbono e contribui para sua capacidade de captação de energia. Temos uma grande equipe de teóricos e experimentalistas tentando entender mais completamente por que obtemos resultados tão bons'.

Os pesquisadores descobriram que formar o fio a partir de três camadas fornecia um desempenho ideal. Depois de vários testes, eles descobriram que os novos fios poderiam servir para detectar e captar o movimento humano. Para mostrar praticidade, a equipe costurou os fios CNT em um remendo de tecido de algodão que foi enrolado no cotovelo de uma pessoa. Sinais elétricos foram gerados quando a pessoa dobrou repetidamente o cotovelo.

os nanotubos são cilindros ocos de carbono 10.000 vezes menores em diâmetro que o cabelo humano

informações do projeto:

nome:novo fio de nanotubos de carbono

pesquisadores: A Universidade do Texas em Dallas | @ut_dallas