|  | 21 января 2013 | Нанотехнологии

Новый вид искусственных мускулов - полимерный материал, преобразующий водяные пары в кинетическую энергию

Гибридный полимерный материал


Эта полимерная пленка, которую можно увидеть на приведенном снимке и видеоролике, постоянно расширяется и сокращается, благодаря чему она кажется живой. Но в этом нет никакой черной магии, энергия для движения этого материала прибывает от водяного пара, который всегда находится в воздухе в различной концентрации. Исследователи из Массачусетского технологического института собираются использовать непрерывное движение материала для того, что бы произвести электрическую энергию для наноэлектронных устройств, или создать на базе такого материала искусственные мускулы для роботов следующего поколения.

Этот "живой" материал состоит из двух взаимосвязанных полимерных материалов. Один полимерный материал служит для формирования гибкого, но прочного основания, который придает конечному гибридному материалу его форму. Второй материал является мягким гелеобразным материалом, который увеличивается в объеме во много раз, поглощая влагу из окружающей среды. Соединив эти два материала в одно целое, исследователи получили то, что можно увидеть на нижеприведенном видеоролике - полосы тонкой пленки, которые свиваются и перемещаются сами по себе без любого видимого внешнего воздействия.

Но главный фокус нового материала заключается в следующем - когда гелеобразный материал впитывает влагу из воздуха, он увеличивается в объеме, это, в свою очередь, заставляет всю пленку двигаться и сворачиваться. Того слабого потока воздуха, который возникает при движении материала, вполне достаточно для того, что бы высушить тончайший слой влагопоглощающего гелеобразного полимера. При этом объем этого полимера уменьшается, пленка распрямляется и останавливается, после чего снова начинается процесс поглощения влаги гелеобразным материалом, что обеспечивает цикличность движения.

Технология получения энергии, используя влагу из воздуха, является весьма перспективным направлением, ведь влаги вполне достаточно в воздухе даже самого горячего и засушливого места, такого как пустыня Сахара. Да и в искусственных условиях управлять концентрацией водяного пара в воздухе достаточно просто.

Для того, что бы получить электрическую энергию от энергии движения этого полимерного чудо-материала, его покрыли тонким слоем пьезоэлектрического материала, который вырабатывает энергию при его деформации. Но такой подход не оправдал себя с точки зрения эффективности, с каждого квадратного сантиметра такого материала можно получить в среднем 5.6 наноВатт электрической энергии, что пока еще не позволяет рассматривать такой материал как вечный источник экологически чистой энергии. Гораздо лучше материал проявляет с точки зрения вырабатывания механической энергии. Он достаточно силен для того, чтобы поднять вес, превышающий его собственный вес в 10 раз, что теоретически позволяет рассматривать этот материал в качестве кандидата на роль двигателя микроэлектромеханических систем, нанороботов и других крошечных устройств.





Ключевые слова:
Материал, Полимер, Гель, Влага, Воздух, Вода, Пар, Поглощение, Движение, Пьезоэлектрический, Электрическво, Энергия, Мускулы, Двигатель

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создан крошечный полимерный "робот", передвигающийся как гусеница под воз ...
  • Создан материал, способный накапливать солнечную энергию и отдавать ее в ви ...
  • Получен первый в мире двухмерный полимерный материал
  • На основе скомканного графена и эластичного полимера создан новый тип искус ...
  • Новая полимерная пленка преобразует энергию света прямо в энергию движения.




  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.