[Производство и разработка электроники, Научно-популярное, Носимая электроника] Наногенератор извлекает энергию из движения при помощи соды и крахмала
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 7 месяцев
Сообщений: 27286
Команда исследователей из Кореи и Индии разработала металл-органическую каркасную структуру из обычной пищевой соды и производной крахмала. Полученный материал авторы встроили в трибоэлектрический наногенератор тока. Оказалось, что кинетической энергии ему достаточно для поддержания работы электронных часов, гигрометра и калькулятора. 
Визуализация трибоэлектрического наногенератора. Справа визуализация металл-органическаой каркасной структуры из соды и циклодекстрина. Источник: dgist.ac.krТрибоэлектрические наногенераторы тока вырабатывают энергию за счёт трения между двумя твёрдыми материалами или между твёрдым материалом и жидкостью, расположенными внутри устройства. Главная идея создания подобных генераторов заключается в разработке носимых возобновляемых источников энергии для питания электроники. Для этого исследователям необходимо не только повысить мощность, но и обезопасить устройство. Некоторые материалы, используемые при разработке генераторов, считаются биологически опасными и не подходят для ношения на теле. Исследователи Государственного института науки и техники в Тэгу (Южная Корея) совместно с индийскими коллегами обратили внимание на циклодекстрин — полисахаридное соединение, синтезируемое путём ферментации крахмала. Оно не представляет угрозы для людей и отлично подходит на для производства металл-органической каркасной структуры (МОКС). МОКС обычно используют для адсорбции молекул газа или как материал для катализа. В своём исследовании авторы встроили его в трибоэлектрические наногенераторы для получения энергии из трения.Синтез МОКС проходил в несколько этапов. Для начала авторы взяли смесь соды и циклодекстрина и развели его в воде. Вода разрушила часть связей между молекулами соединений. После исследователи применили к полученной смеси ультразвук, добавили тримезиновую кислоту и ещё раз обработали ультразвуком. Все действия проходили при комнатной температуре. В результате такого мягкого гидролиза образовалась решётка из ионов натрия, связанных между собой цилодекстриновыми связями.Авторы нанесли МОКС на медный электрод, установленный на термопластике (полиэтилентерефталат). Напротив слоя МОКС расположен слой тефлона, размещённый на втором медном электроде и также приклеенный к термопластику. Две стороны пластика открываются и закрываются в ответ на совершение движения, например, при ходьбе или беге. Когда МОКС контактирует с тефлоном, происходит обмен электронами и вырабатывается электрический ток. 
Внешний вид устройства, прикреплённого к обуви. Источник: Advanced Energy Materials (2021). DOI: 10.1002/adfm.202101829Команда прикрепила полученное устройство к обуви, рюкзаку, колену и животу человека. Оказалось, что в процессе ходьбы, бега трусцой, нагибаний и занятий йогой вырабатывается достаточно энергии для поддержания работы электронных часов, калькулятора и электронного гигрометра по отдельности. Авторы также сравнили сочетание тефлона и циклодекстрина с другими МОКС.
Сравнение характеристик электрической мощности трибоэлектрического наногенератора на основе различных МОКС. Источник: Advanced Energy Materials (2021). DOI: 10.1002/adfm.202101829В будущих исследованиях авторы планируют расширить список биосовместимых трибоэлектрических материалов, применимых для использования в носимой электронике. Кроме того, они займутся разработкой ионисторов для сбора и хранения получаемой трибоэлектрическими генераторами энергией. Авторы надеются, что в случае успеха они смогут создать энергетические системы следующего поколения для носимой электроники, роботов и биологических устройств. Материалы исследования опубликованы в статье«A Green Metal–Organic Framework-Cyclodextrin MOF: A Novel Multifunctional Material Based Triboelectric Nanogenerator for Highly Efficient Mechanical Energy Harvesting» в журнале Advanced Energy Materials (2021). DOI: 10.1002/adfm.202101829
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Исследования и прогнозы в IT, Венчурные инвестиции, Управление персоналом, Бизнес-модели, Научно-популярное] Мотивация сотрудников на создание интересных продуктов в Параллельной вселенной
- [Научно-популярное, Будущее здесь] Технологии строительства умных дорог: что, как и зачем используется
- [Научно-популярное, Энергия и элементы питания] Учёные визуализировали движение ионов лития в батарейках
- [Научно-популярное, Биотехнологии, Здоровье] Медицинские осложнения: российский этический подход
- [Научно-популярное, Космонавтика] Клин клином или как американцы песком от “песка” солнечные батареи очищали
- [Python, Математика, Научно-популярное] Выращивание Магических Квадратов с помощью Python
- [Научно-популярное, Здоровье, Экология, Биология] Всюду опасности. Инфекции леса и их история изучения
- [Научно-популярное, Физика, Научная фантастика, Астрономия] Гипотеза симуляции — ответ на все наши вопросы или очередная религия?
- [Читальный зал, Научно-популярное] Почему Звери Апокалипсиса из откровения Иоанна Богослова абсолютно реальны?
- [Информационная безопасность, Криптография, Программирование микроконтроллеров, Производство и разработка электроники] Защита секретов с помощью технологии SRAM PUF
Теги для поиска: #_proizvodstvo_i_razrabotka_elektroniki (Производство и разработка электроники), #_nauchnopopuljarnoe (Научно-популярное), #_nosimaja_elektronika (Носимая электроника), #_nosimaja_elektronika (носимая электроника), #_nanogenerator (наногенератор), #_triboelektrichestvo (трибоэлектричество), #_vozobnovljaemaja_energija (возобновляемая энергия), #_soda (сода), #_trenie (трение), #_proizvodstvo_i_razrabotka_elektroniki (
Производство и разработка электроники
), #_nauchnopopuljarnoe (
Научно-популярное
), #_nosimaja_elektronika (
Носимая электроника
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 21-Сен 12:20
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 7 месяцев |
|
|
Команда исследователей из Кореи и Индии разработала металл-органическую каркасную структуру из обычной пищевой соды и производной крахмала. Полученный материал авторы встроили в трибоэлектрический наногенератор тока. Оказалось, что кинетической энергии ему достаточно для поддержания работы электронных часов, гигрометра и калькулятора.  Визуализация трибоэлектрического наногенератора. Справа визуализация металл-органическаой каркасной структуры из соды и циклодекстрина. Источник: dgist.ac.krТрибоэлектрические наногенераторы тока вырабатывают энергию за счёт трения между двумя твёрдыми материалами или между твёрдым материалом и жидкостью, расположенными внутри устройства. Главная идея создания подобных генераторов заключается в разработке носимых возобновляемых источников энергии для питания электроники. Для этого исследователям необходимо не только повысить мощность, но и обезопасить устройство. Некоторые материалы, используемые при разработке генераторов, считаются биологически опасными и не подходят для ношения на теле. Исследователи Государственного института науки и техники в Тэгу (Южная Корея) совместно с индийскими коллегами обратили внимание на циклодекстрин — полисахаридное соединение, синтезируемое путём ферментации крахмала. Оно не представляет угрозы для людей и отлично подходит на для производства металл-органической каркасной структуры (МОКС). МОКС обычно используют для адсорбции молекул газа или как материал для катализа. В своём исследовании авторы встроили его в трибоэлектрические наногенераторы для получения энергии из трения.Синтез МОКС проходил в несколько этапов. Для начала авторы взяли смесь соды и циклодекстрина и развели его в воде. Вода разрушила часть связей между молекулами соединений. После исследователи применили к полученной смеси ультразвук, добавили тримезиновую кислоту и ещё раз обработали ультразвуком. Все действия проходили при комнатной температуре. В результате такого мягкого гидролиза образовалась решётка из ионов натрия, связанных между собой цилодекстриновыми связями.Авторы нанесли МОКС на медный электрод, установленный на термопластике (полиэтилентерефталат). Напротив слоя МОКС расположен слой тефлона, размещённый на втором медном электроде и также приклеенный к термопластику. Две стороны пластика открываются и закрываются в ответ на совершение движения, например, при ходьбе или беге. Когда МОКС контактирует с тефлоном, происходит обмен электронами и вырабатывается электрический ток.  Внешний вид устройства, прикреплённого к обуви. Источник: Advanced Energy Materials (2021). DOI: 10.1002/adfm.202101829Команда прикрепила полученное устройство к обуви, рюкзаку, колену и животу человека. Оказалось, что в процессе ходьбы, бега трусцой, нагибаний и занятий йогой вырабатывается достаточно энергии для поддержания работы электронных часов, калькулятора и электронного гигрометра по отдельности. Авторы также сравнили сочетание тефлона и циклодекстрина с другими МОКС.  Сравнение характеристик электрической мощности трибоэлектрического наногенератора на основе различных МОКС. Источник: Advanced Energy Materials (2021). DOI: 10.1002/adfm.202101829В будущих исследованиях авторы планируют расширить список биосовместимых трибоэлектрических материалов, применимых для использования в носимой электронике. Кроме того, они займутся разработкой ионисторов для сбора и хранения получаемой трибоэлектрическими генераторами энергией. Авторы надеются, что в случае успеха они смогут создать энергетические системы следующего поколения для носимой электроники, роботов и биологических устройств. Материалы исследования опубликованы в статье«A Green Metal–Organic Framework-Cyclodextrin MOF: A Novel Multifunctional Material Based Triboelectric Nanogenerator for Highly Efficient Mechanical Energy Harvesting» в журнале Advanced Energy Materials (2021). DOI: 10.1002/adfm.202101829 =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Производство и разработка электроники ), #_nauchnopopuljarnoe ( Научно-популярное ), #_nosimaja_elektronika ( Носимая электроника ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 21-Сен 12:20
Часовой пояс: UTC + 5