Az erről szóló beszámolót augusztus 25-én tették közzé a Science szakfolyóiratban. A University of Texas at Dallas és a dél-koreai Hanyang University kutatói által “twistron”-nak nevezett fonallal a későbbiekben például az óceán hullámainak mozgását alakítanák energiává. Ha pedig a fonalból egy ruhadarabot, például inget készítenek, a szálak olyan eszközöket tudnak árammal ellátni, mint például egy légzésfigyelő.
“A twistron működését a legegyszerűbben úgy lehet elmagyarázni, mintha lenne egy darab fonal a kezünkben, ha pedig megnyújtjuk, akkor áramot termelünk vele” – mondta dr. Carter Haines, az egyetemi Alan G. MacDiarmid NanoTech Institute munkatársa.
A twistronszálakat az emberi hajszálnál tízezerszer kisebb átmérőjű, szénmolekulákból álló carbon-nanocsövekből sodorták. Az így kapott anyag rendkívül erős és rugalmas, amit a kutatók úgy értek el, hogy a szálakat nagyon erősen összetekerték – képzeljünk el például egy rendkívül szorosan összecsavart befőttesgumit.
A rendkívül szorosan összecsavart carbon-nanocsövekből álló twistronszál elektronmikroszkópos képe (Fotó: University of Texas)
Az áramtermelés beindításához a szálakat ionvezető anyagba kell mártani vagy azzal átitatni. Ez lehet akár egyszerű sós víz is. Amikor a szálakat megcsavarják, a bennük található nanocsövek térfogata csökken, ezáltal az elektromos töltések közelebb kerülnek egymáshoz, ezzel fokozódik a feszültség.
A felcsavart szálakat másodpercenként harmincszor megfeszítve másodpercenként 250 wattnyi áramot lehetett termelni egy kilónyi twistronfonallal. Az eddigi hasonló anyagokhoz képest a mostani fejlesztés százszor több energiát képes előállítani.
A kutatók kísérleteik során demonstrálták, hogy egy apró rovarnál kisebb tömegű fonalmennyiség elegendő áramot termel egy LED működtetéséhez. Dr. Na Li, a kutatócsapat egyik tagja szerint a fejlesztésnek komoly szerepe lehet a különböző összekapcsolt okoseszközök, vagyis a “dolgok internete” (Internet of Things – IoT) szempontjából, ahol sok apró szenzornak lesz szüksége áramellátásra: az eddigi számítások szerint mindössze 31 grammnyi twistronszállal egy 2 kilobyte-os adatcsomagot akár 100 méteres távolságba is lehetne továbbítani akár tíz másodpercenként.
“Az elektronikus textíliákban emellett hatalmas kereskedelmi potenciál rejtőzik, de eddig az volt a fő kérdés, hogy honnan kapják majd az energiát” – magyarázta a szakember. “Ha viszont az emberi mozgást használjuk erre a célra, nincs szükségünk akkumulátorokra és tápegységekre.”
