Инженеры Массачусетского технологического института разработали устройство, вырабатывающее электричество с использованием совершенно нового механизма. «Частицы», изготовленные из углеродных нанотрубок, окунаются в органический растворитель, который индуцирует ток, который потенциально может привести в действие небольших роботов или запустить химические реакции.
Углеродные нанотрубки, как известно, являются отличными проводниками электричества, и исследователи Массачусетского технологического института нашли способ использовать это. Команда покрыла половину материала нанотрубки тефлоноподобным полимером, который позволяет электронам течь от покрытой половины к непокрытой половине. Когда этот материал погружается в органический растворитель, жидкость начинает вытягивать электроны из непокрытой части, и в ответ электроны переносятся из покрытой части, тем самым генерируя ток.
«Растворитель уносит электроны, и система пытается уравновеситься, перемещая электроны», - говорит Майкл Страно, старший автор исследования. «Внутри нет сложной химии батарей. Это просто частица, которую вы помещаете в растворитель, и она начинает генерировать электрическое поле».
Определив механизм, команда попыталась создать устройство, которое его использует. Они сделали лист из углеродных нанотрубок, покрыли одну поверхность полимером, затем разрезали лист на мелкие частицы шириной 250 микрометров, создав «двуликие» объекты, иногда называемые частицами Януса.
Затем эти частицы были помещены в тестовую пробирку с растворителем, где они образуют массивы сотнями, чтобы создать реактор с «уплотненным слоем». В ходе испытаний команда обнаружила, что в настоящее время система может генерировать около 0,7 В на одну частицу, чего было достаточно для реакции окисления спирта. Эта реакция, при которой спирт превращается в альдегид или кетон, распространена в химической промышленности.
«Поскольку реактор с уплотненным слоем компактен, он имеет большую гибкость с точки зрения применения, чем большой электрохимический реактор», - говорит Ге Чжан, автор исследования. «Частицы могут быть очень маленькими, и им не нужны внешние провода для запуска электрохимической реакции».
Команда говорит, что в конечном итоге систему можно будет использовать для питания небольших роботов, которые собирают энергию из окружающей среды.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
