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 retuercen. Como se describió por primera vez en un estudio publicado en 2017 en la revista Science, los hilos están construidos a partir de nanotubos de carbono, que son cilindros huecos de carbono con un diámetro 10.000 veces más pequeño que un cabello humano. Un estudio publicado el 26 de enero en Nature Energy informó que estas versiones anteriores de hilos denominados twistrons eran muy elásticos y podían generar electricidad al estirarlos y soltarlos repetidamente o torcerlos y desenrollarlos.

Desde entonces, el equipo ha perfeccionado el proceso de los twistrons, lo que ha dado como resultado fibras que son más eficientes y producen más electricidad que los modelos más antiguos. En su nuevo estudio, los investigadores no retorcieron las fibras hasta el punto de enrollarse. En cambio, entrelazaron tres hebras 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 de UT Dallas y autor correspondiente del estudio, explica: "Los hilos trenzados utilizados en textiles normalmente se fabrican con hebras individuales que se retuercen en una dirección y luego se doblan juntas en otra". en la dirección opuesta para hacer el hilo final. Esta construcción heteroquiral proporciona estabilidad contra la torsión. Baughman, catedrático distinguido Robert A. Welch de Química en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas, añade: "Por el contrario, nuestros twistrones de mayor rendimiento construidos con nanotubos de carbono tienen la misma facilidad de giro y de plegado: son homoquirales en lugar de heteroquiral,'dijo Baughman.

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Elinvestigadores pudo demostrar 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 cosechadora en un amplio rango de frecuencia (entre 2 hercios y 120 hercios) que la reportada anteriormente para cualquier cosechadora de energía mecánica basada en materiales que no sea twistron".Dijo Baughman.

Baughman mencionó que el equipo pudo mejorar el rendimiento de los twistrons doblados introduciendo 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",explicó Baughman. '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 experimentales que intentan comprender más completamente 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 captar 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 generaban señales eléctricas cuando la persona doblaba repetidamente el codo.

Los nanotubos son cilindros huecos de carbono con un diámetro 10.000 veces más pequeño que el cabello humano.

información del proyecto:

nombre:Nuevo hilo de nanotubos de carbono.

investigadores: La Universidad de Texas en Dallas | @ut_dallas