Wenn Sie keine Superkräfte haben, erzeugt Ihr Stress wahrscheinlich nicht viel mehr als Angst und Tränen. Wissenschaftler haben sich jedoch entwickelt. ein neues organisches Material das kann jetzt Stress in Elektrizität verwandeln. Das Team von Empa Die Eidgenössischen Laboratorien für Materialwissenschaft und -technologie haben die dünne neue Substanz entwickelt. Es ist ein gummiartiges Material, das bewegungsabhängig Strom erzeugt.
Wie es funktioniert - Der piezoelektrische Effekt
Das gummiartige Material funktioniert dank der piezoelektrischer Effekt - ein Konzept, wie Bewegung Elektrizität erzeugen kann.
Das Konzept mag für die meisten ungewohnt klingen, aber Millionen von Menschen haben den Effekt in der Praxis gesehen. Dies passiert, wenn die Nadel eines analogen Plattenspielers die Rillen einer Platte liest. Durch den piezoelektrischen Effekt werden diese Vibrationen der Nadel erzeugtin elektrische Impulse umgewandelt und diese Impulse dann in Schallwellen umgewandelt. Auf seiner grundlegendsten Ebene besteht der piezoelektrische Effekt darin, wie mechanische Bewegungen Elektrizität erzeugen und wie diese Elektrizität dann anderweitig verwendet werden kann.
Während die plastisch aussehende Substanz nichts zu sein scheint, was wir zuvor mit dem Effekt gesehen haben, loben viele andere Forscher sie dafür, dass sie die Grenzen des vorherigen Verständnisses des piezoelektrischen Effekts überschritten hat. Das traditionelle Verständnis war jedoch auf harte Strukturen wie Kristalle beschränkt, Dorina Opris und ihr Team bei Empa suchten nach etwas völlig Einzigartigem.
Gummi herstellen
Der Kautschuk besteht aus einem Verbundwerkstoff aus polaren Nanopartikeln und einem Elastomer. Das Team verwendete Silikon als Prototyp. Das Material wurde größtenteils von Yee Song Ko, einem Doktoranden bei Empa, hergestellt. Er formte die Verbundwerkstoffe und dieSong Ko musste eine interne Polarisation mit einem starken elektrischen Feld durchführen. Das Team erhitzte den Film, bis die Nanopartikel von einem festen, glasigen Zustand in einen gummiartigen und leicht viskosen übergingen. Dadurch konnten die Forscher die Polarität manipulierenund damit elektrisches Feld. Dann "verfestigten" die Forscher die Ausrichtung des Feldes, indem sie den Film auf Raumtemperatur abkühlten.
Der größte Nachteil dieses Materials? Wie bei den meisten anderen neuartigen Materialien kann es unglaublich schwierig sein, es zu angemessenen Kosten zu reproduzieren und zu skalieren.
Wie es die Zukunft gestalten könnte
Letztendlich hoffen die Forscher, dass das Material in allen Facetten des Lebens nützlich sein könnte - von Robotik über Kleidung bis hin zu medizinischen Technologien, mit denen Menschen wie ein Herzschrittmacher überleben. Das Material würde es Herzschrittmachern ermöglichen, sich selbst zu versorgen, ohne dass invasive Verfahren erforderlich sindBatterien wechseln.
"Dieses Material könnte wahrscheinlich sogar verwendet werden, um Energie aus dem zu gewinnen menschlicher Körper ", sagte Opris." Sie könnten es in der Nähe des Herzens implantieren, um beispielsweise aus dem Herzschlag Strom zu erzeugen. "
Eine der aufregendsten Anwendungen dieser Technologie könnte darin bestehen, die weiche Robotik weiterzuentwickeln und es Robotern zu ermöglichen, ihre Umgebung zu "fühlen". Das Material könnte Impulse an das Gerät senden, damit es von einem Roboter "verstanden" wirdSystem.
Es ist jedoch nicht nur der Film, mit dem Roboter lernen können, Schmerzen zu fühlen. Forscher der Leibniz-Universität Hannover in Deutschland haben einen Film entwickelt. künstliches Nervensystem der einen Roboter mit den "Erkenntnissen aus der menschlichen Schmerzforschung" programmierte.
Via : Phys.org