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

 

Вглубь материи
Вглубь материи

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Графеновые маски выходят на борьбу с Covid 19. Графен губит вирусы. Сенсор для противотуберкулезного препарата. Взаимодействие Дзялошинского-Мории и механическая деформация. Скирмионы займутся растяжкой?

Ученые разработали технологию трехмерной печати генно-инженерных конструкций для направленной регенерации костных тканей
Группа российских ученых разработала оригинальную технологию трехмерной печати персонализированных изделий из биоактивной керамики и создала персонализированные ген-активированные имплантаты. Проведен комплексный физико-химический и биохимический анализ экспериментальных образцов ген-активированных материалов и персонализированных имплантатов для инженерии и направленной регенерации костных тканей, полученных с использованием технологий трехмерной печати, включая доклинические исследования на крупных животных.

Ученые из ИОФ РАН осуществили лазерный перенос графена
Исследователи из Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФ РАН) напечатали «смятый» графен на кремниевой подложке, используя метод лазерно-индуцированного прямого переноса. Этот относительно простой процесс может заменить трудоемкие литографические способы создания гарфеновых структур в перспективных устройствах микроэлектроники.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.