Четверг 21 ноября 2024 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Технологии» Ученые разработали деревянный пол, вырабатывающий электричество от шагов


Ученые разработали деревянный пол, вырабатывающий электричество от шагов

Среда, 01 Сентября 2021 23:02

Исследователи из Швейцарии разработали деревянный «наногенератор», который использует энергию шагов для выработки электроэнергии. Они показали, как деревянные полы могут собирать достаточно энергии для включения светодиодной лампы, что является потенциальным прорывом в области энергоэффективности в дизайне интерьеров. Информация по разработке была опубликована  в журнале Matter. 

 

Наногенератор состоит из двух кусков дерева с разными покрытиями, зажатых между двумя слоями электродов. Деревянные детали становятся электрически заряженными из-за периодических контактов и разделений при наступлении на них - явление, называемое трибоэлектрическим эффектом. Именно этот эффект, например, позволяет воздушному шару приобретать электрический заряд при трении о волосы. 

 

Хотя этот наногенератор на данный момент является всего лишь прототипом, он  все же дает понимание, как в будущем люди смогут приводить в действие устройства в своем доме, просто гуляя по комнате. Исследователи не сообщили, сколько это может стоить и когда технология может оказаться в широком доступе.

 

Исследование было проведено экспертами ETH Zurich в Швейцарии, Чунцинского университета в Китае и Северо-Западного университета в Иллинойсе. «Энергоэффективность зданий можно значительно повысить, если строительные материалы будут преобразовывать механическую энергию жителей непосредственно в полезную электроэнергию. В этом отношении особенно перспективны подходы, основанные на трибоэлектрических эффектах. Дерево - превосходный строительный материал, который высоко ценится за присущую ему экологичность, низкую стоимость и эстетическую ценность», - поясняют они.

 

Команда ученых начала с преобразования дерева в наногенератор, вставив два куска функционализированной древесины между электродами. Это шаги, которые вызывают трибоэлектрический эффект, заставляя деревянные части электрически заряжаться. Во время трибоэлектрического эффекта электроны - субатомные частицы, переносящие электричество в твердых телах, - могут переходить от одного объекта к другому, генерируя электричество. 

 

Однако есть одна проблема с изготовлением наногенератора из дерева. Дерево в основном трибонейтрально, то есть древесина не имеет реальной тенденции приобретать или терять электроны. Это ограничивает способность материала вырабатывать электричество, поэтому задача состоит в том, чтобы сделать древесину способной притягивать и терять электроны.

 

Чтобы улучшить трибоэлектрические свойства древесины, ученые покрыли один кусок дерева полидиметилсилоксаном, силиконом, который приобретает электроны при контакте. Второй слой древесины был залит нанокристаллами, называемыми цеолитным имидазолатным каркасом-8 (ZIF-8).  Он представляет собой гибридную сеть из ионов металлов и органических молекул и имеет более высокую тенденцию к потере электронов. 

 

Они также протестировали различные виды древесины, чтобы определить, могут ли определенные породы или направление резки древесины влиять на ее трибоэлектрические свойства, служа лучшей основой для покрытия. Исследователи обнаружили, что трибоэлектрический наногенератор, сделанный из радиально обрезанной ели, обычной древесины для строительства в Европе, показал наилучшие результаты. 

 

Вместе эти обработки повысили производительность трибоэлектрического наногенератора - он генерировал в 80 раз больше электроэнергии, чем натуральное дерево. Электроэнергия устройства была стабильной при постоянных нагрузках до 1500 циклов.

 

Исследователи обнаружили, что прототип деревянного пола с площадью поверхности немного меньше листа бумаги может производить достаточно энергии для питания бытовых светодиодных ламп и небольших электронных устройств. Они успешно зажгли лампочку с помощью прототипа, когда взрослый человек прошел по нему, превратив шаги в электричество.

 

По словам разработчиков, наногенератор также сохраняет свойства, которые делают древесину полезной для дизайна интерьера, в том числе механическую прочность и теплые цвета. Эти особенности могут способствовать использованию древесных наногенераторов в качестве источников зеленой энергии в умных зданиях.Они также говорят, что деревянные конструкции могут помочь смягчить последствия изменения климата, улавливая CO2 из окружающей среды на протяжении всего срока службы материала.

 

Следующим шагом ученых является дальнейшая оптимизация наногенератора с помощью химических покрытий, которые являются более экологичными и простыми в применении. «Конечная цель - понять потенциальные возможности древесины, выходящие за рамки уже известных, и придать древесине новые свойства для будущих устойчивых умных зданий», - отметили разработчики. 

 
 

 

 

 

Николаева Мария Опубликовано в Технологии  
Главное за сутки
МО: над регионами России за ночь уничтожили 44 украинских БПЛА МО: над регионами России за ночь уничтожили 44 украинских БПЛА Средства ПВО за ночь уничтожили 44 украинских беспилотника самолетного типа над регионами России, из них 20 - над Новгородской областью. Об этом сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи…
Потери ВСУ, пленные и помощь жителям: что известно о ситуации в Курской области Потери ВСУ, пленные и помощь жителям: что известно о ситуации в Курской области Потери Вооруженных сил Украины (ВСУ) за сутки на курском направлении составили до 320 человек, сообщили в Минобороны России. В плен сдались шесть украинских военнослужащих. Всего за время боевых действий противник…
Потенциальный противник и условия применения. Обновленная ядерная доктрина России Потенциальный противник и условия применения. Обновленная ядерная доктрина России Президент России Владимир Путин подписал указ, утверждающий обновленную ядерную доктрину - Основы госполитики в области ядерного сдерживания. Документ опубликован. По словам пресс-секретаря главы государства Дмитрия Пескова, текст должен стать предметом…
МО: силы ПВО РФ перехватили и уничтожили за ночь два украинских беспилотника МО: силы ПВО РФ перехватили и уничтожили за ночь два украинских беспилотника Средства противовоздушной обороны (ПВО) за ночь перехватили и уничтожили два беспилотных летательных аппарата (БПЛА) над Ростовской и Волгоградской областями, сообщили в Минобороны России. Врио губернатора Ростовской области Юрий Слюсарь уточнил,…
Уничтожение ВСУ в районе Ольговской рощи и потери противника: что известно о ситуации в Курской области Уничтожение ВСУ в районе Ольговской рощи и потери противника: что известно о ситуации в Курской области Потери Вооруженных сил Украины (ВСУ) за сутки на курском направлении составили более 400 человек, сообщили в Минобороны России. В плен сдались 11 украинских военнослужащих. Всего за время боевых действий противник…
PO: Зеленский предложил США вместе разрабатывать ресурсы на территории РФ  PO: Зеленский предложил США вместе разрабатывать ресурсы на территории РФ  Владимир Зеленский предложил США совместно разрабатывать месторождения украинских природных ресурсов, находящиеся в том числе и на перешедших России территориях, что якобы поможет ему добиться расположения со стороны будущего американского президента…
Интернет и СМИ
Читайте также
Эксперт: топливо Чернобыльской АЭС может быть пригодно для атомной бомбы Эксперт: топливо Чернобыльской АЭС может быть пригодно для атомной бомбы Александр Уваров, руководитель обнинского «Атоминфо-Центра», рассказал Газете.Ru, что Украина для создания атомного оружия может использовать ядерные отходы Чернобыльской АЭС. 13 ноября в газете Times появилась информация, что Украина рассматривает возможность…
Эксперты Роскачества раскрыли опасность постоянно включенной геолокации Эксперты Роскачества раскрыли опасность постоянно включенной геолокации Ежедневное использование геолокации в смартфонах создает серьезные угрозы безопасности пользователей. Как отмечается в материале RT, эксперты Центра цифровой экспертизы Роскачества выявили новые схемы мошенничества, связанные с отслеживанием местоположения владельцев мобильных…
Экспериментаторам удалось создать «невозможный» механический кубит Экспериментаторам удалось создать «невозможный» механический кубит Физики из испанского Института фотонных наук опубликовали в журнале Science сообщение о совершенном научном прорыве. Им удалось создать работающий кубит на базе механической системы, представляющей собой уникальное сочетание квантовых вычислений…
Тема дня
Как президент Трамп будет разорять Китай Как президент Трамп будет разорять Китай

Потери в сотни миллиардов долларов уже в ближайшие месяцы могут ожидать Китай – а все из-за документ...

Фото
Методы на основе ДНК показали эффективность в идентификации видов насекомых Методы на основе ДНК показали эффективность в идентификации видов насекомых

Группа исследователей из Университета Линнея и Университета Линчёпинга всесторонне оценила методы ДН...

Опрос

Трамп на посту президента пообещал работать над прекращением всех войн в мире. Получится у Трампа остановить войны?

 

Анекдот дня

Когда-нибудь - это где-то между чуть попозже и никогда.

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.

На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления

информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет",

находящихся на территории Российской Федерации)".