Nhãn: khoa học vật liệu
Polymer hai chiều là vật liệu siêu bền mới
Từng nguyên tử: xây dựng các hạt nano nhỏ hơn chính xác bằng các mẫu
Tokyo, Nhật Bản (SPX) ngày 07 tháng 2022 năm XNUMX
Các hạt nano (có kích thước trong khoảng 3-500 nm) và các cụm nano phụ (có đường kính khoảng 1 nm) được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm y học, robot, khoa học vật liệu và kỹ thuật. Kích thước nhỏ và tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích lớn mang lại cho chúng những đặc tính độc đáo, khiến chúng có giá trị trong nhiều ứng dụng, từ kiểm soát ô nhiễm đến tổng hợp hóa học.
Các hạt nano (có kích thước trong khoảng 3-500 nm) và các cụm nano phụ (có đường kính khoảng 1 nm) được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm y học, robot, khoa học vật liệu và kỹ thuật. Kích thước nhỏ và tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích lớn mang lại cho chúng những đặc tính độc đáo, khiến chúng có giá trị trong nhiều ứng dụng, từ kiểm soát ô nhiễm đến tổng hợp hóa học. Máy phát điện di động cung cấp năng lượng cho các thiết bị an toàn nhỏ
 |
Với sự quan tâm ngày càng tăng đối với internet vạn vật và thiết bị điện tử nhỏ, nhu cầu về các nguồn năng lượng di động ngày càng cao. Một cách để sản xuất điện là thu năng lượng từ môi trường, chẳng hạn như năng lượng nhiệt, năng lượng mặt trời hoặc năng lượng cơ học. Để thu năng lượng cơ học - năng lượng mà một vật thể nhận được từ vị trí và chuyển động của nó - các nhà khoa học đã phát triển máy phát điện nano ba điện, có thể tạo ra điện thông qua ma sát.
“Máy phát điện nano ba vòng là một trong những công cụ hiệu quả nhất để thu năng lượng cơ học vì sản lượng điện cao, chi phí thấp và khả năng tiếp cận dễ dàng”, giáo sư Sangmin Lee tại Đại học Chung-ang, Hàn Quốc.
Máy phát điện ba điện tích điện khi hai vật liệu khác nhau tiếp xúc và sau đó tách ra. Ví dụ, khi một quả bóng cọ xát vào quần áo, quả bóng bay tích điện và có thể dính vào đồ vật. Tuy nhiên, ma sát giữa hai chất liệu chắc chắn sẽ gây ra hư hỏng, giảm tuổi thọ thiết bị.
Sử dụng chất lỏng có thể làm giảm ma sát, nhưng máy phát điện bằng chất lỏng có công suất điện thấp hơn đáng kể so với máy phát điện rắn. Ngoài ra còn có sự cân bằng giữa việc làm cho thiết bị đủ lớn để chất lỏng di chuyển và tạo ra điện, trong khi vẫn đảm bảo thiết bị đủ nhỏ gọn để có thể di chuyển.
Để khắc phục những vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Chung-ang cùng với các đồng nghiệp ở Hàn Quốc và Mỹ đã phát triển một loại máy phát điện chạy bằng nước nhẹ, nhỏ gọn, có thể tạo ra năng lượng điện khi bị rung chuyển.
Thiết bị này có thiết kế đơn giản giống như một chiếc que và bao gồm 10ml nước, một xi lanh polyme và các điện cực. Vật liệu polyme của thùng chứa tích điện âm. Nước di chuyển lên xuống khi thiết bị được lắc, thu được điện tích dương được chuyển đến các điện cực để tạo ra công suất điện cao.
Lee giải thích: "Do có cơ chế và thiết kế đơn giản, thiết bị nhỏ và nhẹ này có thể được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày. Năng lượng điện có thể được sản xuất đơn giản bằng cách đổ nước vào máy phát điện rồi lắc nó".
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm các thiết kế khác nhau, thay đổi kích thước và tỷ lệ của các điện cực, không gian vật lý giữa các điện cực và lượng nước để xác định sự kết hợp tối ưu. Họ phát hiện ra rằng máy phát điện dạng que cầm tay có thể tạo ra công suất điện cao đạt 710 vôn khi nó có đủ không gian để chuyển động của nước và diện tích điện cực cao.
Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng máy phát điện có thể cung cấp năng lượng cho 100 đèn LED, có nghĩa là nó có thể được sử dụng như một chiếc dùi cui đèn an toàn giao thông chiếu sáng khi bị rung lắc. Nghiên cứu này cho thấy tiềm năng của các máy phát điện nano ba điện áp được sử dụng cho một loạt các ứng dụng hàng ngày.
Muốn biết thêm thông tin
sangmin Lee
Đại học Chung-ang
Email: sle98@cau.ac.kr
Bài nghiên cứu: https://doi.org/10.1080/14686996.2022.2030195
Giới thiệu về Khoa học và Công nghệ Vật liệu Tiên tiến (STAM)
Tạp chí truy cập mở STAM xuất bản các bài báo nghiên cứu nổi bật về tất cả các khía cạnh của khoa học vật liệu, bao gồm vật liệu chức năng và cấu trúc, phân tích lý thuyết và đặc tính của vật liệu. https://www.tandfonline.com/STAM
Tiến sĩ Yoshikazu Shinohara
Giám đốc xuất bản STAM
Email: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp
Thông cáo báo chí được phân phối bởi Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.
Bản quyền 2022 ACN Newswire. Đã đăng ký Bản quyền. www.acnnewswire.com Một thiết bị mới dạng que, làm bằng nước có thể chuyển đổi năng lượng từ chuyển động thành điện năng. Công nghệ này, đã được báo cáo trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Vật liệu Tiên tiến, có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị di động, chẳng hạn như đèn chiếu sáng an toàn.
Máy phát điện tí hon có thể đẩy nhanh quá trình chữa lành vết thương
 |
Quá trình chữa lành vết thương tự nhiên bao gồm các tương tác phức tạp giữa các ion, tế bào, mạch máu, gen và hệ thống miễn dịch; với mọi người chơi được kích hoạt bởi một chuỗi các sự kiện phân tử. Một phần không thể thiếu của quá trình này liên quan đến việc tạo ra một điện trường yếu bởi biểu mô bị tổn thương - lớp tế bào bao phủ mô. Điện trường hình thành do gradient ion trong lớp đệm vết thương, đóng vai trò quan trọng trong việc định hướng sự di chuyển của tế bào và thúc đẩy sự hình thành mạch máu trong khu vực.
Các nhà khoa học đã phát hiện ra vào giữa đến cuối những năm 1900 rằng việc kích thích mô bằng điện trường có thể cải thiện quá trình chữa lành vết thương. Nghiên cứu hiện tại trong lĩnh vực này hiện đang tập trung vào việc phát triển các bản vá nhỏ, có thể đeo được và rẻ tiền, không bị cản trở bởi các thiết bị điện bên ngoài.
Điều này đã dẫn đến nghiên cứu về vật liệu áp điện, bao gồm các vật liệu tự nhiên như tinh thể, lụa, gỗ, xương, tóc và cao su, và các vật liệu tổng hợp như chất tương tự thạch anh, gốm sứ và polyme. Những vật liệu này tạo ra dòng điện khi tiếp xúc với ứng suất cơ học. Máy phát điện nano được phát triển bằng cách sử dụng các vật liệu tổng hợp đặc biệt có triển vọng.
Ví dụ, một số nhóm nghiên cứu đang khám phá việc sử dụng máy phát nano áp điện tự cung cấp năng lượng được làm bằng các thanh nano oxit kẽm trên ma trận polydimethylsiloxan để đẩy nhanh quá trình chữa lành vết thương. Kẽm oxit có ưu điểm là áp điện và tương hợp sinh học. Các nhà khoa học khác đang sử dụng giàn giáo làm từ polyurethane và polyvinylidene fluoride (PVDF) do tính áp điện cao, tính ổn định hóa học, dễ sản xuất và tương thích sinh học. Các máy phát điện nano áp điện này và các máy phát điện nano áp điện khác đã cho thấy những kết quả đầy hứa hẹn trong các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và động vật.
Một loại thiết bị khác, được gọi là máy phát điện nano ba điện (TENG), tạo ra dòng điện khi hai vật liệu giao tiếp đi vào và tiếp xúc với nhau. Ví dụ, các nhà khoa học đã thử nghiệm với TENG tạo ra điện từ chuyển động thở để đẩy nhanh quá trình chữa lành vết thương ở chuột. Họ cũng đã bổ sung các miếng dán TENG với thuốc kháng sinh để tạo điều kiện chữa lành vết thương bằng cách điều trị nhiễm trùng cục bộ.
Nhà kỹ thuật sinh học Zong-Hong Lin của Đại học Quốc gia Tsing Hua ở Đài Loan cho biết: “Máy phát điện nano áp điện và ba vòng là những ứng cử viên tuyệt vời để tự hỗ trợ chữa lành vết thương do trọng lượng nhẹ, tính linh hoạt, độ đàn hồi và khả năng tương thích sinh học. "Nhưng vẫn còn một số điểm nghẽn đối với ứng dụng lâm sàng của chúng."
Ví dụ, chúng vẫn cần được tùy chỉnh để chúng vừa vặn với kích thước, vì kích thước vết thương rất khác nhau. Chúng cũng cần được gắn chắc chắn mà không bị ảnh hưởng tiêu cực hoặc bị ăn mòn bởi chất lỏng tiết ra tự nhiên từ vết thương.
Lin cho biết: “Mục tiêu trong tương lai của chúng tôi là phát triển các hệ thống băng vết thương tiết kiệm chi phí và hiệu quả cao cho các ứng dụng lâm sàng thực tế.
Muốn biết thêm thông tin
Tông Hồng Lâm
Đại học quốc gia Tsing Hua
Email: linzh@mx.nthu.edu.tw
Bài nghiên cứu: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2021.2015249
Giới thiệu về Khoa học và Công nghệ Vật liệu Tiên tiến (STAM)
Tạp chí truy cập mở STAM xuất bản các bài báo nghiên cứu nổi bật về tất cả các khía cạnh của khoa học vật liệu, bao gồm vật liệu chức năng và cấu trúc, phân tích lý thuyết và đặc tính của vật liệu. https://www.tandfonline.com/STAM
Tiến sĩ Yoshikazu Shinohara
Giám đốc xuất bản STAM
Email: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp
Thông cáo báo chí được phân phối bởi Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.
Bản quyền 2022 ACN Newswire. Đã đăng ký Bản quyền. www.acnnewswire.com Băng bó sát tạo ra điện khi chuyển động có thể đẩy nhanh quá trình chữa lành vết thương và tái tạo mô. Các nhà khoa học ở Đài Loan đã xem xét những tiến bộ mới nhất và những ứng dụng tiềm năng của công nghệ chữa lành vết thương trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Vật liệu Tiên tiến.
Tin tức mới nhất
