Paski na ciele zebry zainspirowały naukowców do zbudowania inteligentnego, nadającego się do noszenia źródła energii elektrycznej.
Charakterystyczny wygląd zebry był źródłem wielu naukowych debat, począwszy od ich roli w dezorientacji drapieżników, a skończywszy na tym, jak może odstraszać gzy od ukąszenia. Niedawno odkryto, że zwierzęta mogą podnosić sierść swoich czarnych segmentów, aby odprowadzać ciepło z dala od skóry w celu regulacji temperatury.
Teraz naukowcy skierowali debatę na temat zebr w zupełnie innym kierunku – wykorzystując zwierzę jako inspirację do stworzenia urządzenia wytwarzającego elektryczność przy użyciu kontrastujących odcieni jako przewodników ciepła.
Naukowcy z Instytutu Nauki i Technologii Gwangju (GIST — Gwangju Institute of Science and Technology) w Korei Południowej opracowali elastyczny, biodegradowalny materiałowy generator termoelektryczny (TEG, z ang. fiber-type thermoelectric generator), który wykorzystuje czarno-białe sekcje do tworzenia gradientu temperatury pod powierzchnią, który z kolei może generować elektryczność.
Tradycyjne konstrukcje TEG są duże i masywne, ponieważ opierają się na naturalnej konwekcji, która przewodzi temperaturę w gradiencie poza płaszczyzną. Wymaga to twardych izolatorów, które ograniczają zastosowanie TEG w elastycznych i nadających się do noszenia urządzeniach. Teraz przekroczyliśmy ten paradygmat w naszym projekcie, tworząc urządzenie w samolocie, które jest elastyczne i biodegradowalne. Zwiększa to jego przydatność, jednocześnie zmniejszając jego wpływ na środowisko, czyniąc go skalowalnym, integrowalnym i zrównoważonym.
— wyjaśnił Young Min Song, profesor GIST i autor badania
Biodegradowalny materiał PLCL, który odbija światło słoneczne i emituje promieniowanie podczerwone, aby schłodzić obszar pod nim, tworzy białe paski, podczas gdy PEDOT:PSS, który wydaje się czarny dla oka, zapewnia pochłanianie ciepła wymagane do wytworzenia gradientu temperatury pod spodem. Przy pomocy nanomembran krzemowych w projekcie, nowy projekt TEG był w stanie wygenerować różnicę temperatur rzędu 22 °C (49,6 °F) dla gradientu.
Zespół czerpał bezpośrednią inspirację z afrykańskich koniowatych
Chociaż model laboratoryjny był małym prototypem, naukowcy twierdzą, że może generować energię elektryczną w sposób ciągły przez 24 godziny na dobę, a materiały uległy całkowitej biodegradacji w soli fizjologicznej w ciągu 35 dni.
Pandemia spowodowała powszechne stosowanie jednorazowych masek i sprzętu ochronnego, co ma ogromny wpływ na środowisko. To podkreśla potrzebę zrównoważonych i przyjaznych dla środowiska rozwiązań, takich jak TEG, które można podłączyć do urządzeń typu wearables, aby samodzielne wytwarzały energię.
— powiedział Song
Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Science Advances.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: Instytut Nauki i Technologii Gwangju | New Atlas
zdjęcie wykorzystane we wpisie pochodzi z Depositphotos