En endimensionel fluidisk nanogenerator til at trække elektricitet fra blodbanen

Folk bygger dæmninger og enorme møller for at gøre energien fra vandfald og tidevand til elektricitet. At producere vandkraft i en meget mindre skala, Kinesiske forskere har nu udviklet en letvægtsgenerator baseret på carbon nanorørfibre, der er egnede til at omdanne selv energien af ​​blod, der strømmer gennem fartøjer til elektricitet. De beskriver deres innovation i tidsskriftet Angewandte Chemie .

I tusinder af år, mennesker har brugt energien fra flydende eller faldende vand til deres formål, først til at drive mekaniske motorer såsom vandmøller, derefter at generere elektricitet ved at udnytte højdeforskelle i landskabet eller tidevandet. Brug af naturligt flydende vand som en bæredygtig strømkilde har den fordel, at der (næsten) ingen afhængigheder er af vejr eller dagslys. Selv fleksibel, minut kraftgeneratorer, der gør brug af strømmen af ​​biologiske væsker, er tænkelige. Hvordan et sådant system kunne fungere, forklares af et forskerhold fra Fudan University i Shanghai, Kina. Huisheng Peng og hans kolleger har udviklet en fiber med en tykkelse på mindre end en millimeter, der genererer elektrisk strøm, når den er omgivet af flydende saltopløsning-i et tyndt rør eller endda i et blodkar.

Konstruktionsprincippet for fiberen er ganske enkelt. En ordnet række kulstofnanorør blev kontinuerligt viklet omkring en polymer kerne. Carbon nanorør er velkendte for at være elektroaktive og mekanisk stabile; de kan centrifugeres og justeres i ark. I de tilberedte elektroaktive tråde, carbon nanorørpladerne belagde fiberkernen med en tykkelse på mindre end en halv mikron. Til elproduktion, tråden eller "fiberformet fluidisk nanogenerator" (FFNG), som forfatterne kalder det, blev forbundet til elektroder og nedsænket i strømmende vand eller simpelthen gentagne gange dyppet i en saltopløsning. "Elektriciteten blev afledt af den relative bevægelse mellem FFNG og løsningen, "forklarede forskerne. Ifølge teorien, der dannes et elektrisk dobbeltlag omkring fiberen, og derefter forvrænger den flydende løsning den symmetriske ladningsfordeling, generere en elgradient langs den lange akse.

Effektiviteten af ​​dette system var høj. Sammenlignet med andre typer miniaturenheder til energi-høst, FFNG blev rapporteret at vise en overlegen effektkonverteringseffektivitet på mere end 20 procent. Andre fordele er elasticitet, afstemning, let, og en-dimensionalitet, og giver dermed udsigt til spændende teknologiske applikationer. FFNG kan gøres strækbart ved blot at spinde arkene rundt om et elastisk fibersubstrat. Hvis vævet ind i stoffer, bærbar elektronik bliver således en meget interessant mulighed for FFNG -applikationer. En anden spændende anvendelse er høstning af elektrisk energi fra blodbanen til medicinske anvendelser. De første test med frønerver viste sig at være vellykkede.