energia nueva

Un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Dallas ha inventado hilos de nanotubos que convierten el movimiento mecánico en electricidad cuando se estiran o tuercen. Como se describió por primera vez en un estudio publicado en 2017 en la revista Science, los hilos se construyen a partir de nanotubos de carbono, que son cilindros huecos de carbono 10 000 veces más pequeños en diámetro que un cabello humano. Un estudio publicado el 26 de enero en Nature Energy informó que estas versiones anteriores de hilos llamados twistrons eran altamente elásticos y podían generar electricidad al ser estirados y liberados repetidamente o torcidos y desenroscados.

Desde entonces, el equipo ha refinado el proceso de los twistrones, lo que ha dado como resultado fibras que son más eficientes y producen más electricidad que los modelos anteriores. En su nuevo estudio, los investigadores no retorcieron las fibras hasta el punto de enrollarse. En cambio, entrelazaron tres hilos individuales de fibras hiladas para hacer un solo hilo, muy parecido a cómo se construye el hilo tradicional de lana o algodón, pero con un giro diferente.

El Dr. Ray Baughman, director del Instituto de Nanotecnología Alan G. MacDiarmid en UT Dallas y autor correspondiente del estudio, explica: "Los hilos doblados que se usan en textiles generalmente están hechos con hebras individuales que se retuercen en una dirección y luego se entrelazan en la dirección opuesta para hacer el hilo final. Esta construcción heteroquiral proporciona estabilidad contra el destorcimiento. Baughman, el Distinguido Presidente de Química Robert A. Welch en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas, agrega: "En contraste, nuestros twistrons con capas de nanotubos de carbono de más alto rendimiento tienen la misma destreza de torsión y capas: son homoquirales en lugar de heteroquiral,'dijo Baughman.

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Elinvestigadores pudo mostrar a través de experimentos que los nuevos hilos demostraron una eficiencia de conversión de energía del 17,4 % para la recolección de energía de tracción (estiramiento) y del 22,4 % para la recolección de energía de torsión (torsión). Esto logró una eficiencia máxima de conversión de energía del 7,6%. "Estos twistrons tienen una mayor potencia de salida por peso de la cosechadora en un amplio rango de frecuencia, entre 2 hercios y 120 hercios, que lo informado anteriormente para cualquier cosechadora de energía mecánica basada en materiales que no sea de twistrones".dijo Baughman.

Baughman mencionó que el equipo pudo mejorar el rendimiento de los hilos torcidos plisados ​​al introducir una compresión lateral del hilo al estirarlo o torcerlo. Este proceso actualizado permite que las capas entren en contacto entre sí de una manera que afecta las propiedades eléctricas del hilo.

'Nuestros materiales hacen algo muy inusual'Baughman explicó. 'Cuando los estiras, en lugar de volverse menos densos, se vuelven más densos. Esta densificación acerca los nanotubos de carbono y contribuye a su capacidad de recolección de energía. Contamos con un gran equipo de teóricos y experimentadores que intentan comprender de forma más completa por qué obtenemos tan buenos resultados.'

Los investigadores descubrieron que formar el hilo a partir de tres capas proporcionaba un rendimiento óptimo. Después de varias pruebas, descubrieron que los nuevos hilos podrían servir para detectar y recolectar el movimiento humano. Para mostrar practicidad, el equipo cosió los hilos CNT en un parche de tela de algodón que luego se envolvió alrededor del codo de una persona. Se generaron señales eléctricas cuando la persona dobló repetidamente el codo.

los nanotubos son cilindros huecos de carbono 10.000 veces más pequeños en diámetro que el cabello humano

información del proyecto:

nombre:nuevo hilo de nanotubos de carbono

investigadores: La Universidad de Texas en Dallas | @ut_dallas