به نقل از «خبرگزاری صدا و سیما»

تولید برق با ساخت دستگاهی مبتنی بر آب

تاریخ انتشار: ۲۳ اسفند ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۳۲۶۵۰۵

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، به نقل از ستاد نانو، این دستگاه مبتنی بر آب می‌تواند انرژی حاصل از حرکت را به الکتریسیته تبدیل کند.

در مقاله‌ای با عنوان Lightweight mobile stick-type water-based triboelectric nanogenerator with amplified current for portable safety devices که در نشریه Science and Technology of Advanced Materials به چاپ رسیده است، محققان جزئیات ساخت این نانو ژنراتور تریبوالکتریک مبتنی بر آب را تشریح کردند که می‌تواند برای دستگاه‌های قابل حمل استفاده شود.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

علاقه روز افزون به وسایل الکترونیکی کوچک تقاضای زیادی برای منابع انرژی قابل حمل ایجاد کرده است.

یکی از راه‌های تولید انرژی، برداشت انرژی از محیط مانند انرژی حرارتی، خورشیدی یا مکانیکی است. دانشمندان برای گرفتن انرژی مکانیکی، نیرویی که یک جسم از موقعیت و حرکت خود دریافت می‌کند، نانو ژنراتور‌های تریبوالکتریک ساخته‌اند که می‌توانند الکتریسیته را از طریق اصطکاک تولید کنند.

سانگمین لی، مهندس مکانیک از دانشگاه چانگ‌انگ در کره‌جنوبی توضیح می‌دهد: «نانو ژنراتور‌های تریبوالکتریک به دلیل خروجی الکتریکی بالا، هزینه کم و دسترسی آسان یکی از مؤثرترین ابزار‌ها برای برداشت انرژی مکانیکی هستند.»

ژنراتور‌های تریبوالکتریک هنگامی که دو ماده غیرمشابه با هم برخورد کرده و سپس از هم جدا می‌شوند، بار الکتریکی ایجاد می‌کنند.

به‌عنوان مثال، هنگامی که یک بادکنک روی لباس مالیده می‌شود، شارژ می‌شود و می‌تواند به اشیا بچسبد. با این حال، اصطکاک بین دو ماده ناگزیر باعث آسیب می‌شود و طول عمر دستگاه را کاهش می‌دهد.

استفاده از مایعات می‌تواند اصطکاک را کاهش دهد، اما ژنراتور‌های مبتنی بر مایع در مقایسه با ژنراتور‌های جامد خروجی الکتریکی بسیار کمتری دارند.

همچنین بین بزرگ کردن دستگاه به اندازه کافی برای حرکت مایع و تولید الکتریسیته، و در عین حال اطمینان از جمع و جور بودن آن به اندازه کافی برای قابل حمل بودن، یک رابطه معکوس وجود دارد.

برای غلبه بر این مشکلات، لی و همکارانش در کره جنوبی و آمریکا یک ژنراتور سبک وزن، فشرده و مبتنی بر آب ساختند که می‌تواند در هنگام تکان دادن نیروی الکتریکی تولید کند.

ساختار این دستگاه دارای طراحی چوب مانند، ساده است و از ۱۰ میلی‌لیتر آب، یک سیلندر پلیمری و الکترود تشکیل شده است. مواد پلیمری ظرف دارای بار منفی است. هنگامی که دستگاه تکان می‌خورد، آب بالا و پایین می‌رود و بار مثبتی به دست می‌آورد که به الکترود‌ها منتقل می‌شود تا خروجی الکتریکی بالایی تولید کند.

این دستگاه کوچک و سبک وزن به دلیل مکانیزم و طراحی ساده می‌تواند در زندگی روزمره مورد استفاده قرار گیرد. لی توضیح می‌دهد که نیروی الکتریکی را می‌توان به سادگی با ریختن آب به ژنراتور و سپس تکان دادن آن تولید کرد.

محققان طرح‌های مختلف را آزمایش کردند، اندازه الکترودها، فضای فیزیکی بین آن‌ها و مقدار آب را برای تعیین ترکیب بهینه تغییر دادند. آن‌ها دریافتند که ظرف قابل حمل زمانی که فضای کافی برای حرکت آب و سطح الکترود بالایی داشته باشد، می‌تواند خروجی الکتریکی بالایی تولید کند که به ۷۱۰ ولت می‌رسد.

محققان نشان دادند که این ژنراتور می‌تواند ۱۰۰ چراغ ال‌ای‌دی را تغذیه کند، به این معنی که می‌توان از آن به‌عنوان چراغ ایمنی ترافیکی استفاده کرد که هنگام تکان دادن روشن می‌شود. این مطالعه پتانسیل نانو ژنراتور‌های تریبوالکتریک را برای استفاده در طیف وسیعی از کاربرد‌های روزمره نشان می‌دهد.

منبع: خبرگزاری صدا و سیما

کلیدواژه: ژنراتور های تریبوالکتریک خروجی الکتریکی نانو ژنراتور مبتنی بر آب قابل حمل

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.iribnews.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری صدا و سیما» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۳۲۶۵۰۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

شیر گاو برای تولید داروهای مبتنی بر mRNA قابل استفاده است

به گزارش خبرگزاری مهر، روش‌های درمانی مبتنی بر ریبونوکلئیک اسید (RNA) ابزار قدرتمندی در اختیار محققان قرار می‌دهد تا راهی برای هدف قرار دادن بیماری‌های غیرقابل درمان در سطح مولکولی ارائه دهند. در حالی که این ساختارهای زیستی می‌توانند به طور موثری با تزریق، مانند واکسن ضدکرونا تحویل داده شوند، تاکنون هیچ راه موفقی برای تحویل آن‌ها به صورت خوراکی وجود نداشته است، زیرا این داروها در شرایط سخت روده از بین می‌روند.

در مقاله‌ای که در مجله Nanobiotechnology منتشر شده است، دکتردریتون ولاسالیو و تیم محققان وی دریافتند که ذرات ریز در شیر گاو به نام وزیکول‌های خارج سلولی (EVS) می‌توانند به طور مؤثر از داروهای RNA محافظت کرده و آن‌ها را تحویل دهند.

ولاسالیو می‌گوید: «تجویز خوراکی داروها، راحت‌ترین و معمولاً ارزان‌ترین راه برای مصرف دارو است زیرا به متخصصان مراقبت‌های بهداشتی متکی نیست. توانایی ارائه داروهای بیولوژیکی مانند روش‌های درمانی RNA اغلب با مشکلاتی روبرو هستند که استفاده از ذرات داخل شیر می‌تواند به رفع این مشکل کمک کند.»

وی افزود: «این دستاورد می‌تواند منجر به عرضه روش‌های انقلابی و پایدار و همچنین مقرون به صرفه و در دسترس اسید نوکلئیک خوراکی برای بیماری‌ها شود که تأثیرات اجتماعی زیادی دارد.»

وزیکول‌های خارج سلولی سامانه‌های نانویی بوده که مولکول‌های بیولوژیکی را در بدن حفظ می‌کنند و دسترسی مولکول‌ها را به سلول‌ها کنترل و تنظیم می‌کنند. در حالی که وزیکول‌های خارج سلولی برای تحویل دارو به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته است، استفاده از وزیکول‌های خارج سلولی موجود در شیر برای رهایش خوراکی داروهای RNA به طور گسترده‌ بررسی نشده است. با این حال، وزیکول‌های خارج سلولی موجود در شیر به طور طبیعی برای جذب در روده مناسب هستند زیرا تصور می‌شود این سیستم‌ها به عنوان ابزاری برای انتقال مولکول‌های بیولوژیکی از مادر به کودک تکامل یافته‌اند.

محققان این پروژه پس از استخراج وزیکول‌های خارج سلولی از شیر گاو، آن‌ها را با مولکول‌های RNA برای درمان بیماری التهابی روده (IBD) پر کردند. این وزیکول‌های خارج سلولی قادر به انتقال مولکول‌های RNA درمانی در سد روده در مدل‌های آزمایشگاهی پیشرفته روده انسان بودند. در مطالعات حیوانی روی موش، وزیکول‌های خارج سلولی شیر بار RNA التهابی مربوط به IBD را کاهش دادند.

این امر باعث می‌شود درها برای روش‌های درمانی خوراکی RNA برای طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها از جمله بیماری‌های قلبی، دیابت و واکسن در برابر سایر عفونت‌های ویروسی باز شود.

کد خبر 6093930 مهتاب چابوک