Гриби перетворять дерев`яну підлогу в п`єзогенератор

Sun et al./Science Advances, 2021
Sun et al./Science Advances, 2021
Швейцарські матеріалознавці посилили п'єзоелектричний ефект деревини в 55 разів за допомогою грибів. Гриби розчиняють входить до складу деревини лігнін і збільшують стисливість деревини. Якщо зробити з такого матеріалу підлогове покриття, воно буде виробляти електроенергію під вагою кроків людини. Результати дослідження опубліковані у журналі Science Advances.

Деревина складається з волокон полімерів целюлози і геміцелюлози в матриці лігніну. Целюлоза в складі деревини може бути аморфної і кристалічної. Наявність останньої робить деревину п'єзоелектриком-матеріалом, в якому під дією деформації виникають електричні заряди. При стисненні кристалітів целюлози центри тяжкості позитивних і негативних зарядів розходяться в просторі, і для дотримання електростатичної рівноваги на поверхні кристаліту виникають заряди. Про п'єзоелектричні властивості деревини відомо з п'ятдесятих років, але комерційні матеріали і пристрої для отримання електрики з неї ніхто не робив-через низький п'єзоелектричного модуля і деформованості деревини це вважалося нерентабельним.

Посилити п'єзоелектричні властивості деревини зуміли швейцарські вчені під керівництвом Інго Бюргерта (Ingo Burgert) зі Швейцарської вищої технічної школи Цюріха. Бюргерт і його колеги вже давно вміють змінювати властивості деревини і отримувати на її основі різні функціональні матеріали. Наприклад, минулого року вони перетворили бальзове дерево в світиться матеріал, розчинивши лігнін і замінивши його на розчин люмінесцентних квантових точок. Щоб зробити деревину хорошим п'єзоелектриком, теж потрібно розчинити лігнін, тоді деревина стане більш пухкої, і її буде простіше деформувати. Для того щоб провести розчинення м'яко, не пошкодивши целюлозний каркас, Бюргерт і його колеги запропонували несподіване рішення — обробили деревину грибами відділу базидіоміцетів.

Як і припускали автори роботи, позбавлена лігніну деревина мала кращу стисливість. В результаті зміщення центрів ваги заряду в кристалітах целюлози відбувалося з більшою амплітудою, і п'єзоелектричний ефект теж посилився. Кубик обробленої деревини розміром 15 х 15 × 13,2 міліметрів генерував напругу в 0,87 вольта і силу струму в 13,3 наноампера. Це в п'ятдесят п'ять разів більше, ніж у немодифікованої деревини в тих же умовах. З'єднавши дев'ять таких кубиків послідовно, автори отримали електроенергію, достатню для живлення світловипромінюючого діода.

З нового матеріалу автори пропонують зробити підлогове покриття, яке буде виробляти електроенергію під вагою кроків людини. Таке покриття можна буде помістити в будинках літніх людей і живити від нього датчики, які активуються, якщо людина впала. Є і більш екзотичні ідеї по використанню п'єзоелектричних деревних підлог в приміщеннях для занять танцями і аеробікою. Відзначимо, що поки Бюргерт і його колеги отримали п'єзоелектрик тільки з бальзової деревини — легкої і з великою кількістю пір. Надалі вони збираються адаптувати метод для більш щільних і важких видів деревини.

Sun et al./Science Advances, 20212

Переглядів: 4030
Коментувати:
Введіть цифри


elektromobil_nissan_Електромобіль Nissan Ariya EV першим у світі проїхав від Північного до Південного полюса
12:24 20.12.2023
molekulyarna_kuhnya_Молекулярна кухня: що це таке і наскільки вона корисна
16:23 13.11.2023
soncze_viter_vuglekiСонце, вітер, вуглекислий газ: як працює незвичайна гібридна електростанція з Іспанії
08:39 16.10.2023
skilki_energii_mozhnСкільки енергії можна отримати від Домашнього вітряка
10:47 08.10.2023
trubka_z_alyuminieviТрубка з алюмінієвими кульками виробляє струм. Потрібно тільки струсити
10:08 18.08.2023
novij_pristrij_postiНовий пристрій постійно генерує 0,68 вольт просто з вологого повітря
08:44 08.08.2023
the_bullimia_projectШІ показав, як виглядають «ідеальні» чоловік і жінка на основі трендів соціальних мереж
15:42 24.05.2023
vcheni_stvorili_prisВчені створили пристрій, що дозволяє відчувати запах у віртуальній реальності
08:19 10.05.2023
liquidpiston_dvigun_LiquidPiston: двигун Ванкеля «вивернули» назовні, і він видає до 5 разів більше потужності, ніж дизель
10:34 08.04.2023
smuzhki_zebri_nadihnСмужки зебри надихнули вчених на створення унікального генератора електроенергії
11:30 14.03.2023

Ми в соцмережах:

♥ В "Закладки"
Популярне

























QRcode Наш Топ-100
Новини тижня (стрічка новин)
Смачні рецепти страв
Корисні штуки
Музика для відпочинку:
 
Архив
Інтереcно - (С) 2020 Всі права збережено
Використання будь-яких матеріалів, розміщених на сайті, дозволяється за умови посилання на Інтереcно обов'язково.