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 construits à partir de nanotubes de carbone, qui sont des cylindres creux de carbone dont le diamètre est 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 appelés twistrons étaient très élastiques et pouvaient générer de l'électricité en étant étirées et relâchées à plusieurs reprises ou tordues et non tordues.

Depuis lors, l'équipe a affiné le processus 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 s'enrouler. Au lieu de cela, ils ont entrelacé trois brins individuels de fibres filées pour en faire 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 Alan G. MacDiarmid NanoTech de l'UT Dallas et auteur correspondant de l'étude, explique : « Les fils retors utilisés dans les textiles sont généralement fabriqués avec des brins individuels qui sont tordus dans une direction, puis retordus ensemble dans la direction opposée pour former 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 plis de nanotubes de carbone les plus performants ont la même torsion et pli - ils sont homochiraux plutôt qu'hétérochiraux, "dit Baughman.

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Ledes chercheurs ont pu montrer par des expériences que les nouveaux fils ont démontré 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'atteindre une efficacité de conversion d'énergie maximale de 7,6 %. "Ces twistrons ont une puissance de sortie plus élevée par poids de moissonneuse sur une large plage de fréquences - entre 2 hertz et 120 hertz - que précédemment signalé pour tout récupérateur d'énergie mécanique non torsadé, basé sur des matériaux",dit Baughman.

Baughman a mentionné que l'équipe a pu 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 de récupération d'énergie. Nous avons une grande équipe de théoriciens et d'expérimentateurs qui essaient de comprendre plus complètement pourquoi nous obtenons d'aussi bons résultats.

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

les nanotubes sont des cylindres creux de carbone dont le diamètre est 10 000 fois plus petit que les cheveux humains

infos projet :

nom:nouveau fil de nanotubes de carbone

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