Paski zebry inspiracją projektu nowego generatora prądu

Paski na ciele zebry zainspirowały naukowców do zbudowania inteligentnego, nadającego się do noszenia źródła energii elektrycznej.

Zebra stojąca na tle nieba
fot. Depositphotos

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.

Paski zebry inspiracja do stworzenia elastycznego generatora prądu
Paski zebry inspiracja do stworzenia elastycznego generatora prądu | fot. GIST

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