Sciencemag.cz
Doporučujeme
Simulace překvapivě ukazují, že svazek uhlíkových, respektive diamantových vláken by mohl fungovat jako nečekaně účinný způsob ukládání energie. Ta by se poté uvolnila v mechanické podobě při rozmotání zkroucených nebo smrštění natažených DNT (diamond nanothreads).
Využití by tyto systémy mohly najít jak pro pohon implantátů/senzorů v lidském organismu, tak i jiných miniaturních robotů či elektronických systémů. Na rozdíl od skladování energie v chemické formě, jako u baterie, by mechanický systém měl znamenat mnohem menší riziko selhání – nehrozí chemická degradace, přehřátí při vysokých teplotách ani ztráta funkčnosti při teplotách nízkých. Navíc nedochází ani k nežádoucím chemickým reakcím (ve výsledku způsobujících třeba kontaminaci elektrochemického článku).
Uhlíková vlákna by měla podobu na způsob svalů, přičemž by dokázala reagovat na vstupní signál v podobě elektrického či světelného impulzu nebo i změny nějaké veličiny (teplota, tlak, pH, koncentrace nějaké látky…).
Struktura vyrobená z uhlíkových nanotrubiček dokáže při uvolnění mechanické energie manipulovat až s předměty 50 000krát těžšími, než je sama. Energetická hustota svazku vláken je podle odhadu nové studie 1,76 MJ na kg – to je o 4-5 řádů více, než umožňují běžné ocelové pružiny, a až 3krát víc než u normální Li-Ion baterie, uvádí hlavní autor studie Haifei Zhan z Queensland University of Technology.
Svazky nanovláken by mohly být součástí přenosových vedení nové generace, inteligentních textilií, baterií, elektroniky v letectví nebo i ve stavebních materiálech a jiných kompozitech. Jde ale stále pouze o teoretický koncept, experimentálně se dříve podařilo demonstrovat pouze onu výše zmíněnou schopnost manipulovat s těžkými předměty. Prototyp systému fungujícího v nano- či mikroměřítku musejí autoři práce teprve předvést.
Haifei Zhan et al. High density mechanical energy storage with carbon nanothread bundle, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-15807-7
Zdroj: Queensland University of Technology/Phys.org
Poznámky PH:
Původní tisková zpráva celkem volně střídá obecně uhlíková vlákna a speciálně diamant.
Svět hypotetické budoucnosti, kde se energie masově ukládá v mechanické podobě do pružin, viz sci-fi kniha Paolo Bacigalupi: Dívka na klíček (subjektivní hodnocení: nezaujalo vůbec, rychle jsem odložil).
