nuova energia

Un team di ricercatori dell'Università del Texas a Dallas ha inventato filati di nanotubi che trasformano il movimento meccanico in elettricità quando vengono allungati o attorcigliati. Come descritto per la prima volta in uno studio pubblicato nel 2017 sulla rivista Science, i filati sono costruiti da nanotubi di carbonio, che sono cilindri cavi di carbonio con un diametro 10.000 volte più piccolo di un capello umano. Uno studio pubblicato il 26 gennaio su Nature Energy ha riferito che queste versioni precedenti di filati soprannominati twistron erano altamente elastiche e potevano generare elettricità essendo ripetutamente allungate e rilasciate o attorcigliate e non attorcigliate.

Da allora, il team ha perfezionato il processo twistron, ottenendo fibre più efficienti e che producono più elettricità rispetto ai modelli precedenti. Nel loro nuovo studio, i ricercatori non hanno attorcigliato le fibre fino al punto di arrotolarle. Invece, hanno intrecciato tre singoli fili di fibre filate per creare un unico filato, proprio come viene costruito il tradizionale filato di lana o cotone, ma con una svolta diversa.

Il dottor Ray Baughman, direttore dell'Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute dell'UT Dallas e corrispondente autore dello studio, spiega: "I filati ritorti utilizzati nei tessili sono tipicamente realizzati con fili individuali che vengono ritorti in una direzione e poi vengono ritorti insieme in nella direzione opposta per realizzare il filo finale. Questa costruzione eterochirale fornisce stabilità contro lo srotolamento. Baughman, titolare della cattedra Robert A. Welch Distinguished in Chimica presso la Scuola di Scienze Naturali e Matematica, aggiunge: "Al contrario, i nostri twistron intrecciati con nanotubi di carbonio ad alte prestazioni hanno la stessa mano di torsione e avvolgimento: sono omochirali piuttosto che eterochirale,'disse Baughman.

tutte le immagini sono dell'Università del Texas a Dallas

ILricercatori potrebbero dimostrare attraverso esperimenti che i nuovi filati hanno dimostrato un'efficienza di conversione energetica del 17,4% per la raccolta di energia in trazione (allungamento) e del 22,4% per la raccolta di energia in torsione (torsione). Ciò ha raggiunto un'efficienza di conversione energetica di picco del 7,6%. "Questi twistron hanno una maggiore potenza in uscita per peso dell'harvester su un ampio intervallo di frequenze - tra 2 hertz e 120 hertz - rispetto a quanto riportato in precedenza per qualsiasi raccoglitore di energia meccanica non twistron, basato su materiali,"Baughman ha detto.

Baughman ha affermato che il team è stato in grado di migliorare le prestazioni dei twistron ritorti introducendo una compressione laterale del filo durante l'allungamento o la torsione. Questo processo aggiornato consente agli strati di entrare in contatto tra loro in un modo che influisce sulle proprietà elettriche del filato.

"I nostri materiali fanno qualcosa di molto insolito,"Baughman ha spiegato. «Quando li allunghi, invece di diventare meno densi, diventano più densi. Questa densificazione avvicina i nanotubi di carbonio e contribuisce alla loro capacità di raccolta di energia. Abbiamo un ampio team di teorici e sperimentali che cercano di comprendere in modo più completo il motivo per cui otteniamo risultati così buoni.'

I ricercatori hanno scoperto che la formazione del filato da tre capi forniva prestazioni ottimali. Dopo diversi test, hanno scoperto che i nuovi filati potrebbero servire per rilevare e raccogliere il movimento umano. Per dimostrare praticità, il team ha cucito i filati CNT in una toppa di tessuto di cotone che è stata poi avvolta attorno al gomito di una persona. I segnali elettrici venivano generati quando la persona piegava ripetutamente il gomito.

i nanotubi sono cilindri cavi di carbonio con un diametro 10.000 volte più piccolo di quello dei capelli umani

informazioni sul progetto:

nome:nuovo filato di nanotubi di carbonio

ricercatori: L'Università del Texas a Dallas | @ut_dallas