خانه / تازه‌ها / بیوتکنولوژی / فیبرهای ریز لوله برای تبدیل جریان خون به الکتریسیته

فیبرهای ریز لوله برای تبدیل جریان خون به الکتریسیته

انسانهای برای تبدیل انرژی آب الکتریسته از توربین های بزرگ و یا ساخت سدها استفاده می نمایند. برای تولید برق در مقیاس کوچکتر، دانشمندان چینی نیروگاه کوچکی را ابداع نمودند که از ریزلوله هایی ساخته شده که مناسبب برای تبدیل حتی جریان خون درون رگها به الکتریسیته می باشد.

رگهای خونی
تصویر جریان خون در بدن انسان: خون اکسیژنه به رنگ قرمز و خونه بدون اکسیژن به رنگ آبی (تصویر از ویکیمدیا)

برای هزاران سال، انسانها از انرژی جریان آب برای مقاصد خود استفاده می نمایند، در ابتدا آنها از این جریان برای گردش آسیابهای آبی استفاده می نمودند، سپس برای تولید جربان برق آنها به دریاها و بادها رجوع کردند. به طور معمول جریان آب منبع مناسبی برای تولید جریان برق می باشد چرا که وابسته به روشنایی روز و یا آب و هوا نمی باشد. به این منظور حتی نیروگاههای کوچکی که بتواند جریان های زیستی را مورد استفاده قرار دهند مورد توجه قرار گرفته اند. دانشمندان چینی در دانشگاه شانگهای، فیبرهایی را ابداع نمودند که ضخامتی کمتر از میلی متر دارند و هنگامی که در جریان سالین نرمال در ریز لوله ها و یا حتی رگهای خون قرار گیرند تولید الکتریسته می نمایند.

اصول طراحی این فیبرها بسیار ساده می باشد. آنها ریزلوله های کربی آرایش یافته می باشند که در اطراف یک هسته پلیمریک پوشش یافته اند. ریزلوله های کربی پیشتر به عنوان فعال الکتریکی و از نظر ساختاری پایدار شناخته شده اند. آنها می توانند سطوح مختلف را پوشش دهند. برای اینکه این ریزلوله های کربی از نظر الکتریکی فعال شوند یک هسته فیبری با ضخامت کمتر از یک میکرون را باید پوشش داده می شوند. سپس آنها به الکترودهایی متصل شده و در جریان آب قرار داده شده و یا به صورت متناوب در نمک نرمال غرقاب می گرددند. الکتریسیته از حرکت بین هسته فیبری در محلول ذکر شده حاصل می گردد. بر اساس فرضیه دانشمندان، لایه الکتریکی اطراف فیبرها تشکیل می گردد و جریان محلول توزیع بار را بر هم زده و در نتیجه جریان الکتریسیته در طول محور تشکیل می گردد.

بازده تولید الکتریسته در این سیستم در مقایسه با دیگر دستگاه های استخراج انرژی بسیار بالا می باشد. بازده این سیستم بیش از ۲۰ درصد گزارش شده است. از دیگر مزایای این سیستم می تواند به وزن کم و قابلیت تنظیم آن اشاره کرد. از دیگر کاربرهای خارق العاده این تکنولوژی می توان به کاربرد آن برای تولید جریان برق از جریان خون اشاره کرد. الکتریسیته حاصل از این تکنولوژی در قوروباغه ها مورد آزمون قرار گرفته و نتایج مثبتی حاصل شده است.

منابع:

Yifan Xu, Peining Chen, Jing Zhang, Songlin Xie, Fang Wan, Jue Deng, Xunliang Cheng, Yajie Hu, Meng Liao, Bingjie Wang, Xuemei Sun, Huisheng Peng. A One-Dimensional Fluidic Nanogenerator with a High Power Conversion Efficiency. Angewandte Chemie International Edition, 2017; DOI: 10.1002/anie.201706620

Xu Y, Zhao Y, Ren J, Zhang Y, Peng H. An All-Solid-State Fiber-Shaped Aluminum-Air Battery with Flexibility, Stretchability, and High Electrochemical Performance. Angew Chem Int Ed Engl. 2016 Jul 4;55(28):7979-82. doi: 10.1002/anie.201601804

Qiu L, He S, Yang J, Deng J, Peng H. Fiber-Shaped Perovskite Solar Cells with High Power Conversion Efficiency. Small. 2016 May;12(18):2419-24. doi: 10.1002/smll.201600326

 Wiley. 2017. Nanotube fibers suitable to convert flowing blood into electricity. Retrieved from thecellule.com; available online at: http://taq.ir/1396/06/24

 

درباره حمید احمدیان مقدم

من به علوم و فناوری های نوین علاقه مند هستم!

این نوشته هم جالبه!

باکتری

دانشمندان باکتری‌ها را به سازنده دستگاه‌های مفید تبدیل نمودند

دانشمدان دانشگاه دوک، با استفاده از مدارهای ژنی ساخته شده، باکتری‌ها را به سازنده دستگاه‌های …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *