27.01.2023, 11:45
Сергей Васильев
1
2,4 тыс

Физики научились плести нити из нанотрубок

❋ 4.7

Нити из трех нанотрубок генерируют электричество при скручивании и растяжении. В будущем их можно будет вплетать в обычную ткань, делая ее «умной» или подзаряжая носимые устройства.

©Jeff Fitlow, Rice University

Углеродные нанотрубки представляют собой полые сверхтонкие структуры со стенками толщиной всего в один атом. Еще в 2017 году исследователи из Техасского университета в Далласе научились скручивать их без разрушения, словно резиновые жгуты. Такие эластичные структуры получили название «твистроны» (twistrons), и было показано, что при дополнительном скручивании или растяжении в них возникает электричество.

В новой статье, опубликованной в журнале Nature Energy, та же команда ученых во главе с Рэем Бохманом (Ray Baughman) представила новый подход к работе с нанотрубками. На этот раз их сплели в единую нить: взяв несколько нанотрубок, каждую из них исследователи слегка закручивали в одну сторону, а затем оплели друг вокруг друга в том же либо в противоположном направлении.

©The University of Texas at Dallas

Эксперименты показали, что самым перспективным оказался вариант с закручиванием и плетением в одну и ту же сторону при использовании трех нанотрубок. По словам ученых, такие нити нанотрубок способны превращать в электричество 17,4 процента энергии растяжения и до 22,4 процента энергии скручивания. Для сравнения: у полученных ранее одиночных «твистронов» эти показатели не достигали и восьми процентов.

Такая производительность позволяет использовать нити нанотрубок даже для получения электричества из волновых колебаний океана. Это удалось продемонстрировать в лаборатории, прикрепив нить одним концом к плавающему в аквариуме шарику, а другим — к его дну. Волны соленой воды деформировали нити, позволяя снимать с них энергию.

Кроме того, нити нанотрубок можно вплетать в обычную хлопковую ткань. Фрагмент такой ткани ученые надели на руку добровольца и сумели получать энергию каждый раз, когда тот сгибал ее в локте. Массив из нескольких таких структур общим весом всего 3,2 миллиграмма позволил запитать ионистор (суперконденсатор), способный поддерживать работу пяти миниатюрных светодиодов, что сравнимо с потреблением электронных часов или датчиков температуры.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
21 сентября, 16:52
Редакция Naked Science

Всего 20-30 лет назад большинство женщин ходили на каблуках, а большинство мужчин — в обуви, подошва которой серьезно нагружала позвоночник и мышцы спины. Если задуматься, факт поразительный: 20 тысяч лет назад, в палеолите, таких проблем человечество вообще не испытывало. Как так получилось и что новые материалы делают, чтобы все эти сложности стали прошлым?

22 сентября, 08:31
Марк Чернов

Человеческий мозг оказался двумя разными органами, которые объединились в процессе эволюции сотни миллионов лет назад. Исследователи доказали, что передняя и задняя части мозга формируются из совершенно разных стволовых клеток. Это открытие опровергло давнюю научную теорию и позволило впервые вырастить нейроны ствола мозга в лаборатории.

21 сентября, 09:24
Елизавета З.

Европейское космическое агентство опубликовало снимок галактики NGC 4698, расположенной в созвездии Дева. Хотя на фотографии, сделанной телескопом «Хаббл», галактика кажется безмятежной, она хранит удивительную тайну: находящиеся в центре звезды и газ вращаются под прямым углом по отношению к остальной части диска.

16 сентября, 14:29
Татьяна Зайцева

Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.

21 сентября, 09:24
Елизавета З.

Европейское космическое агентство опубликовало снимок галактики NGC 4698, расположенной в созвездии Дева. Хотя на фотографии, сделанной телескопом «Хаббл», галактика кажется безмятежной, она хранит удивительную тайну: находящиеся в центре звезды и газ вращаются под прямым углом по отношению к остальной части диска.

21 сентября, 16:52
Редакция Naked Science

Всего 20-30 лет назад большинство женщин ходили на каблуках, а большинство мужчин — в обуви, подошва которой серьезно нагружала позвоночник и мышцы спины. Если задуматься, факт поразительный: 20 тысяч лет назад, в палеолите, таких проблем человечество вообще не испытывало. Как так получилось и что новые материалы делают, чтобы все эти сложности стали прошлым?

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
Костюм из крайзиса у США и Китая, видимо не такая уж и далёкая перспектива