nouvelle énergie

Une équipe de chercheurs de l'Université du Texas à Dallas a inventé des fils de nanotubes qui transforment le mouvement mécanique en électricité lorsqu'ils sont étirés ou tordus. Comme décrit pour la première fois dans une étude publiée en 2017 dans la revue Science, les fils sont fabriqués à partir de nanotubes de carbone, qui sont des cylindres creux de carbone d'un diamètre 10 000 fois plus petit qu'un cheveu humain. Une étude publiée le 26 janvier dans Nature Energy a rapporté que ces versions antérieures de fils appelées twistrons étaient très élastiques et pouvaient produire de l'électricité en étant étirées et relâchées à plusieurs reprises ou tordues et détordées.

Depuis, l’équipe a perfectionné le procédé des twistrons, ce qui a permis d’obtenir des fibres plus efficaces et produisant plus d’électricité que les anciens modèles. Dans leur nouvelle étude, les chercheurs n’ont pas tordu les fibres au point de les enrouler. Au lieu de cela, ils ont entrelacé trois brins individuels de fibres filées pour créer un seul fil, un peu comme la façon dont le fil de laine ou de coton traditionnel est construit, mais avec une torsion différente.

Le Dr Ray Baughman, directeur de l'Institut NanoTech Alan G. MacDiarmid de l'UT Dallas et auteur correspondant de l'étude, explique : « Les fils retors utilisés dans les textiles sont généralement constitués de brins individuels qui sont tordus dans une direction, puis retors ensemble dans une direction. dans le sens opposé pour fabriquer le fil final. Cette construction hétérochirale offre une stabilité contre la détorsion. Baughman, titulaire de la chaire distinguée Robert A. Welch en chimie à l'École des sciences naturelles et des mathématiques, ajoute : « En revanche, nos twistrons à nanotubes de carbone les plus performants ont la même souplesse de torsion et de pliage : ils sont homochiraux plutôt que hétérochiral,'dit Baughman.

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Ledes chercheurs a pu montrer par des expériences que les nouveaux fils démontraient une efficacité de conversion d'énergie de 17,4 % pour la récupération d'énergie de traction (étirement) et de 22,4 % pour la récupération d'énergie de torsion (torsion). Cela a permis d'obtenir une efficacité de conversion d'énergie maximale de 7,6 %. "Ces twistrons ont une puissance de sortie par poids de moissonneuse plus élevée sur une large plage de fréquences - entre 2 hertz et 120 hertz - que celle rapportée précédemment pour tout récupérateur d'énergie mécanique sans twistron, basé sur des matériaux."» dit Baughman.

Baughman a mentionné que l'équipe était capable d'améliorer les performances des twistrons retors en introduisant une compression latérale du fil lors de l'étirement ou de la torsion. Ce processus mis à jour permet aux plis d'entrer en contact les uns avec les autres d'une manière qui affecte les propriétés électriques du fil.

« Nos matériaux font quelque chose de très inhabituel »Baughman a expliqué. « Lorsque vous les étirez, au lieu de devenir moins denses, ils deviennent plus denses. Cette densification rapproche les nanotubes de carbone et contribue à leur capacité à récolter de l’énergie. Nous disposons d'une grande équipe de théoriciens et d'expérimentateurs qui tentent de comprendre plus complètement pourquoi nous obtenons de si bons résultats.

Les chercheurs ont découvert que former le fil à partir de trois brins offrait des performances optimales. Après plusieurs tests, ils ont découvert que les nouveaux fils pouvaient servir à détecter et à capturer le mouvement humain. Pour des raisons pratiques, l'équipe a cousu les fils de CNT dans un morceau de tissu en coton qui a ensuite été enroulé autour du coude d'une personne. Des signaux électriques ont été générés lorsque la personne a plié le coude à plusieurs reprises.

les nanotubes sont des cylindres creux de carbone d'un diamètre 10 000 fois plus petit que celui des cheveux humains

informations sur le projet :

nom:nouveau fil de nanotubes de carbone

des chercheurs: L'Université du Texas à Dallas | @ut_dallas