Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Получение энергии за счет испарения

Ключевые слова:  Испарение воздуха, Новости, Преобразование энергии, Разработка

Опубликовал(а):  Доронин Федор Александрович

21 июня 2015

Человек давно научился извлекать энергию из многих природных источников, таких как ветер, солнечный свет и приливные волны. Однако до сих пор не удавалось эффективно использовать самую мощную "невидимую" силу на планете — испарение. Новое исследование учёных из Колумбийского университета впервые показывает, что и этот неисчерпаемый запас может быть использован, по крайней мере, для питания различных устройств с низким энергопотреблением.

Озгур Шахин (Ozgur Sahin) и его коллеги изучали бактериальные споры, которые набухают, когда набирают влагу из воздуха, и уменьшаются, чтобы выпустить излишки обратно. Эти "колебания" можно использовать для того, чтобы толкать и тянуть небольшие предметы.

Учёные Колумбийского университета начали экспериментировать с различными механизмами, которые способны преобразовывать эти небольшие движения в энергию.

Они использовали живые, но спящие споры сенной палочки Bacillus subtilis. В такой форме эти бактерии, живущие в почве и желудочно-кишечном тракте человека, переживают неблагоприятные условия. При перемещении из влажной атмосферы в сухую и обратно каждая спора изменяется в размере на 6%.

Исследователи приклеили слой спор в виде пунктирных линий на тонкие фрагменты полимерной ленты. При этом "штрихи" наносили таким образом, чтобы они не совпадали на разных сторонах материала. В сухом воздухе споры сокращались, вследствие чего лента изгибалась. Во влажной атмосфере увеличение спор вызывало обратный эффект, и лента выпрямлялась.

Затем учёные объединили десятки фрагментов полимерной ленты в одну мощную искусственную мышцу и поместили её в плавающий пластиковый корпус со шторкой в верхней части. При закрытой шторке испарение воды вызывает повышение влажности воздуха внутри корпуса. При этом споры увеличиваются, "мышца" выпрямляется и открывает задвижку.

В результате влага выходит наружу, воздух внутри корпуса становиться сухим, ленты, изгибаясь, закрывают шторку. Процесс повторяется вновь, когда влажность внутри снова повышается.

Эти движения происходят достаточно быстро, чтобы небольшой генератор вырабатывал электричество для питания мигающей лампочки. Уже сегодня модель может быть масштабирована для питания морских буёв или датчиков контроля окружающей среды, пишут изобретатели.

Эксперименты показали, что споры могут совершать свыше миллиона циклов сжатия и расширения, что позволит обеспечить длительную автономную работу таких приборов.

Исследователи не стали останавливаться на достигнутом и собрали на основе спор и другие устройства. Например, они изготовили мельницу с лопастями из изогнутых полосок полимера, на одну сторону которых были нанесены споры. Одна половина колеса располагается во влажной среде, а другая в сухой. В результате постоянное изменение формы полосок заставляет мельницу вращаться, приводя в движение небольшой роторный двигатель.

Для демонстрации возможностей механизма Шахин и его коллеги продемонстрировали небольшую игрушечную машинку, которая двигается исключительно за счёт вращения мельницы со спорами.

Конечно возможности двигателей, которые работают на основе испарения влаги, пока не велики. Но специалисты считают, что результаты работы, опубликованной в издании Nature Communications, могут стать отправной точкой для развития абсолютно новой технологии в энергетике.


Источник: Вести.Наука




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Златовласка
Златовласка

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.