Мочалка или люффа известна вам, как отличный способ намылить себя. Но этот родственник огурца может также вырабатывать электричество при деформации – открытие, имеющее потенциальное значение для технологий.
Группа исследователей из Китая обнаружила, что губка из растения люффа обладает огромным пьезоэлектрическим эффектом.
Пьезоэлектрический эффект - это способность материала генерировать электрический ток при деформации. Пьезоэлектрический эффект возникает из-за того, что деформация приводит к смещению ионов или молекул в материале, что создает электрический заряд.
Результаты работы были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences в сентябре 2023. В ней ученые обнаружили, что губка из люффа может генерировать электрический ток в 100 раз больше, чем традиционные пьезоэлектрические материалы(кварц). При этом она обладает малым весом, низкой стоимостью и полной биоразлагаемостью.
Губка из люфы состоит из длинных, тонких волокон, которые расположены в определенном порядке. Когда мочалка деформируется, волокна скользят друг относительно друга, что приводит к генерации электрического тока. Новый материал может иметь множество применений, включая создание зеленых устройств и энергетических генераторов.
Зеленые устройства - это устройства, которые работают на возобновляемых источниках энергии, таких как солнечная энергия или энергия ветра. Энергетические генераторы - это устройства, которые преобразуют механическую энергию в электрическую.
Размер. Чем больше губка, тем больше ее поверхность, а значит, тем больше она может генерировать электрического тока при деформации. Более того, исследователи обнаружили, что пьезоэлектрический эффект губки из луфы увеличивается в геометрической прогрессии с увеличением размера губки. Это означает, что губка вдвое большего размера может генерировать электрический ток в четыре раза больше.
Форма. Губка из луфы состоит из длинных, тонких волокон, которые расположены в определенном порядке. Чем более однородным является этот порядок, тем больше губка может генерировать электрического тока при деформации. Исследователи также обнаружили, что пьезоэлектрический эффект губки из луфы увеличивается, если она имеет форму, которая способствует скользящему движению волокон. Например, губка в форме спирали будет генерировать больше электрического тока, чем губка в форме куба.
Новый материал может быть использован для создания следующих устройств и энергетических генераторов:
Исследователи считают, что новый материал может стать важной вехой в развитии зеленых устройств и энергетических генераторов.
Yudi Jiang, Dongze Yan, Jianxiang Wang et. al. “The giant flexoelectric effect in a luffa plant-based sponge for green devices and energy harvesters”.
https://doi.org/10.1073/pnas.2311755120
Статью помогал писать Bard AI. Подписывайтесь на наш телеграм канал, чтобы не пропускать новые статьи.
Триллионы микроорганизмов, обитающих в желудочно-кишечном тракте человека, - микробиом кишечника - оказывают мощное влияние на… Читать далее
В реальных числовых данных вероятность того, что первая цифра любого числа будет равна 1, составляет… Читать далее
Белки, витамины и минеральные вещества в мясе делают его наиболее подходящей пищей для оптимального физического… Читать далее
Группа исследователей из Китая впервые сообщила о рождении живой обезьяны, содержащей высокую долю клеток, полученных… Читать далее
При исследовании гранул из переработанного пластика, собранных в 13 странах, ученые обнаружили сотни токсичных химических… Читать далее
Паук-серебрянка, или водяной паук(лат. Argyroneta aquatica) - уникальный воздуходышащий паук, который практически всю жизнь живет… Читать далее