Из трёх нанотрубок создаются нити, которые вырабатывают электричество во время скручивания и растяжения. В перспективе такую ткань можно будет использовать для создания «умных» изделий или для подзарядки носимых устройств.
Углеродные нанотрубки – это полые, чрезвычайно тонкие структуры с одноатомными стенками. В 2017 году учёные из Техасского университета в Далласе научились… скручиватьБез разрушения, словно резиновые жгуты. Такие эластичные структуры назвали «твистронами», и выяснили, что при дополнительном скручивании или растяжении в них возникает электричество.
В новой статье, опубликованной в журнале Nature EnergyРазработчики под руководством Рэя Бохмана предложили новый способ работы с нанотрубками. В данном случае ученые сплели их в единую нить: несколько нанотрубок исследователи закрутили в одну сторону, а затем оплели друг вокруг друга, то ли в том же, то ли в противоположном направлении.
Испытания выявили наилучший результат при использовании трех нанотрубок, закрученных и сплетенных в одном направлении. По утверждению исследователей, подобные нити способны преобразовывать в электричество 17,4 процента энергии растяжения и до 22,4 процента энергии скручивания. Ранее созданные одиночные «твистроны» достигали не более восьми процентов этих показателей.
Благодаря такой производительности нити нанотрубок можно использовать для получения электричества из волновых колебаний океана. В лабораторных условиях это продемонстрировали: к плавающему в аквариуме шарику прикрепили один конец нити, а другой — к дну аквариума. Волны соленой воды деформировали нить, позволяя снимать с неё энергию.
Ученые вплетали нити нанотрубок в хлопковую ткань. Надели такой фрагмент ткани на руку добровольца и получали энергию при каждом его сгибании локте. Массив из нескольких таких структур весом всего 3,2 миллиграмма смог запитать ионистор, способный поддерживать работу пяти миниатюрных светодиодов, что сравнимо с потреблением электронных часов или датчиков температуры.