Ar portatīvo ierīču un lietu interneta attīstību svarīgi kļūst stabilas barošanas risinājumi bezvadu ierīcēm un sensoriem. Tie var būt termoelektriskie ģeneratori, kas pārveido uzkrāto siltumu elektrībā. Pētniecības grupa zem Masakadzu Nakamuras vadības no Nāras Zinātņu un tehnoloģiju institūta (NAIST), Japāna, strādā pie elastīgiem termoelektriskiem ģeneratoriem, ko var nēsāt. Tas tiek panākts, izmantojot ogļa nanocaurules (CNT), kas ir iekšūts audumā.
Efektīvi termoelektriskie materiāli rada spriegumu temperatūras starpības dēļ. Ogļa nanocaurules atbilst lielākajai daļai nepieciešamo prasību. To elastība un augstā mehāniskā izturība padara tās pievilcīgas arī pielietojumam. Tomēr CNT augstā siltumvadītspēja ierobežo to termoelektrisko veiktspēju. Lai samazinātu siltumvadītspēju, caurules tiek disperģētas šķīdumā un kombinētas ar citiem materiāliem. No iegūtā materiāla tiek radītas pavedieni, izmantojot slapju šutraksti. Tomēr parastās disperģēšanas metodes bieži ievilk pavedienus nanometru biezumā, samazinot to elektrovadītspēju un termoelektriskās īpašības.
Pētījumā, kas publicēts žurnālā ACS Applied Nano Materials, Nakamura kopā ar kandidātu dzimtenes N. Nguens un citiem NAIST pārstāvjiem izstrādāja jaunu CNT disperģēšanas metodi. Izmantojot glicerīnu kā dispergatoru un polioksietilēna (50) stearīla etēru kā virsmaktīvu vielu (kas tiek izmantota, lai uzlabotu šķidruma izplūšanas un iesūcošanās īpašības), pētnieki radīja audumu, kas ir piemērots lietošanai.
“Mēs ieviešam lētu, ātru un ekoloģiski attīstīšanas metodi elastīgiem auduma tipa termoelektriskiem ierīcēm, ko var nēsāt,” - sacīja Nakamura.
Glicerīns ir augsta viskozitāte, kas padara to par lielisku vidi vienmērīgai disperģēšanai, un virsmaktīva viela novērš CNT uzkrāšanos dispergācijā. Virsmaktīvās vielas ar oksietilēna grupām arī novērš siltuma pārnesi.
Virsmaktīvās vielas koncentrācija ir būtiska, jo tā ietekmē gan disperģēšanas siltuma, gan elektrovadītspēju. Procesam, kas ilga tikai trīs stundas un izmantoja ekoloģiski tīras ķīmiskas vielas, izveidoja pavedienu no CNT ar skaidri izlīdzinātām 8 nm platumā esošām gredzenveida pakaļgaitām ar virsmaktīvu starp tiem. CNT izlīdzināšana parasti palielina gan elektrisko, gan siltumvadītspēju. Tomēr ievietojot virsmaktīvas vielas molekulas starp gredzenveida pakaļgaitām, pētnieki spēja nomākt siltuma pārnešanu. Tādējādi piedāvātais jaunais pieeja ir perspektīva, lai uzlabotu ogļa nanocauruļu un to materiālu termoelektriskās īpašības, sākot no pavedieniem līdz plēvēm un tilpuma struktūrām.
Avots: NAIST
Komentāri (0)
Šobrīd nav neviena komentāra