EXAMEN
Récemment, l'Université d'ingénieurs Cincinnati et Wright - Patterson Air Force Base en cours d'utilisation coopération nanotubes de carbone pour créer un type particulier de filature, il peut être tissé dans un téléphone intelligent vêtements de charge.
fond
Vu le film « Iron Man », l'ami, le héros Tony Stark pour l'ensemble portait une armure en acier ne sera pas inconnu. Cela peut être manipulé librement armure en acier, ce qui donne beaucoup de capacités extraordinaires Tony Stark, les gens l'envie. Toutefois, cette source d'énergie est l'armure d'acier d'appareils alimentés par des super-(réacteur source de neutrons miniature) est situé dans Iron Man poitrine.
(Source: Wikipedia)
Beaucoup de gens rêvent de porter Iron Man comme une armure, mais être équipé d'un réacteur nucléaire miniature dans la poitrine, et peut-être que tout le monde terrifié, presque personne ne veut prendre le risque. Cependant, le même genre de Iron Man portait des vêtements intelligents peuvent être facturés à tout moment, non seulement dans la science-fiction, les scientifiques travaillent à en faire une réalité. Ici, nous passons en revue la bande avant que j'ai présenté une partie de l'étude de cas classique:
1) Des scientifiques suédois ont mis au point un dispositif qui peut être convertie en énergie cinétique du tissu piézo-électrique, le tissu pour résister à la charge plus grande, elle devient plus humide, la production d'énergie devient plus. À l'heure actuelle, un tel tissu est suffisante pour alimenter une lampe d'éclairage à DEL, ou transmet un signal radio pour entraîner petite unité électrique tel qu'un ordinateur de poche ou une montre à affichage numérique.
(Source: Johan Université Bodell / Chalmers de technologie)
2) Georgia Institute of Technology chercheurs ont mis au point un tissu qui peut obtenir l'énergie du soleil et le mouvement pour les appareils portables, les téléphones intelligents et d'autres produits électroniques de puissance matérielle intelligente, et à faible coût, la production à grande échelle.
(Source: Georgia Institute of Technology)
3) Université de chercheurs du Massachusetts Amherst Amn ont inventé une nouvelle façon, perméable à l'air, flexible, électrode sans métal est intégré sur tissus et vêtements finis. Ce fait « vêtements intelligents » est non seulement une touche agréable, et l'énergie produite par le mouvement du corps humain peut être convertie en énergie électrique pour les petits appareils électroniques alimentés.
(Source: Université de Massachusetts Amherst AMN)
4) Université de Manchester a développé un condensateur super flexible d'un dispositif à semi-conducteurs. Par une technique de sérigraphie, une encre conductrice de l'oxyde de graphène, elle peut être imprimée directement sur des tissus textiles tels que le coton.
(Photo: Université de Manchester)
5) Université du Texas à Dallas (UTD) et les scientifiques en Corée du Sud Hanyang University a mené une équipe de recherche internationale a développé le dernier fil high-tech « Twistron », il peut être étiré ou inverser l'énergie électrique produite en elle-même. De tels fils composés de nanotubes de carbone, est essentiellement un super condensateur.
(Source: UTD)
6) NTU Singapour tissu ressemblant à concevoir une source d'alimentation, elle est cisaillée, étirée et pliée ou la fonction ne sont pas perdues.
(Source: Université Technologique de Nanyang)
innovation
Aujourd'hui, penchons-nous sur un moyen de produits électroniques de puissance de vêtements intelligents. Récemment, l'Université de Cincinnati (Université de Cincinnati) les ingénieurs américains et Wright - Patterson Air Force Base en coopération pour créer un moyen de charger les vêtements de téléphone. Atteindre ce costume grâce aux propriétés uniques de carbone: une grande surface, de haute résistance, la conductivité électrique, la chaleur.
(Source: Wikipedia)
Il y a une entente de cinq ans entre l'Université de Cincinnati College of Engineering et sciences appliquées et le laboratoire de recherche de l'Armée de l'air des États-Unis, dans la recherche de collaboration pour améliorer la technologie militaire. Université de Cincinnati professeurs Vesselin Shanov et le professeur Mark Schulz et leurs partenaires de recherche ont mené l'Université de Cincinnati laboratoire nanomonde (nanomonde Laboratories). Ils utilisent les connaissances professionnelles des systèmes électriques, chimiques et ingénierie mécanique, la fabrication de dispositifs électroniques alimentés matériaux « intelligents ».
Shanov a déclaré: « Le principal défi est de convertir ces bonnes caractéristiques pour tirer profit de leur force, la conductivité électrique et résistance à la chaleur. »
Le professeur Vesselin Shanov échantillon de poche de laboratoire nanomonde fibres de nanotubes de carbone cultivées.
(Source: Université de Cincinnati)
Université de Cincinnati Nano Laboratory a effectué le 30 diplômés et étudiants de premier cycle de recherche collective. L'un d'eux co-auteur, chercheur Université de Cincinnati Sathya Narayan Kanakaraj expérimenté avec de nombreuses façons d'améliorer la résistance à la traction des fibres de nanotubes de carbone filées à sec. Ses recherches ont été publiées dans la revue « Matériaux Lettres de recherche (matériaux de succès de la recherche) » en Juin.
, Étudiant diplômé Mark Haase a été au cours des dernières années, Wright - Patterson Air Force Base en application de nanotubes de carbone. En travaillant ensemble, les étudiants de l'Université de Cincinnati L'utilisation de matériel de laboratoire complexe la Force aérienne, y compris la tomographie à rayons X, l'analyse des échantillons. Haase a été dans l'utilisation de la Force aérienne du matériel pour projet d'aide aux étudiants.
technologie
Schulz a dit que la fabrication de produits à base de carbone sont dans la renaissance de l'occasion. Les nanotubes de carbone remplaceront fil de cuivre dans les automobiles et les avions pour réduire le poids et d'améliorer l'efficacité énergétique. Le carbone peut être utilisé pour filtrer l'eau potable, et a fait de nouveaux capteurs biométriques, dites-nous plus sur la vie et le corps.
Carbon remplacera polyester et d'autres fibres synthétiques. Parce que les nanotubes de carbone se trouvent sur Terre les plus sombres absorbent les 99,9% de la lumière visible, de sorte que vous pourriez dire que le carbone est le « nouveau noir » (noir dans le cercle de la mode est la couleur la plus classique, de quelle couleur il est une année populaire cette couleur est le « nouveau noir. »), c'est-à-dire, « carbone » est soudainement devenu très populaire.
Schulz a déclaré: « Dans le passé, les produits métalliques de première industrie manufacturière, cependant, je crois que le carbone va remplacer le métal dans de nombreuses applications .. » Il a également dit: " L'avenir sera une nouvelle ère de carbone, une innovation de carbone. "
University of Cincinnati chercheurs par procédé « de dépôt chimique en phase vapeur », la chambre à vide est chauffée, la plaquette de silicium à partir d'un quart de la taille de la « croissance » des nanotubes.
Les ingénieurs développent des nanotubes de carbone sur une tranche de silicium pourpre
(Source: Université de Cincinnati)
Haase dit: « Chaque particule a un point populaire des sites de nucléation, appelés gaz contenant du carbone semence est introduite dans le réacteur avec le gaz réagit lorsque les « de semences » de carbone et le décompose ... la surface est reformé. on laisse grandir à la taille que vous voulez ".
Les chercheurs utilisant pratiquement toutes les matières carbonées, de l'éthanol au méthane. Haase a déclaré: « Nous nous souvenons d'une équipe avec des biscuits Girl Scout pour montrer leurs résultats aussi longtemps qu'il carbonées, vous pouvez le convertir en nanotubes .. »
En 2007, l'Université de Cincinnati laboratoire nanomonde pour créer un record du monde, ils poussent hors de la proximité extensible à 2 nanotubes cm, le laboratoire est de créer le plus long réseau de nanotubes de carbone. Aujourd'hui, le laboratoire peut créer des nanotubes que sa longueur de fois.
Université de Cincinnati chercheurs ont retiré de cette grille minuscule fibre par le laboratoire de bobines industrielles. Du coup, les petits flocons de carbone en un fil, similaire à la soie d'araignée, peuvent être programmées dans le tissu.
En fibres de nanotubes de carbone de fil à haute résistance.
(Source: Université de Cincinnati)
Comme la soie d'araignée, des fibres de nanotubes de carbone peuvent résister à cet étirement.
(Source: Université de Cincinnati)
Expérience en utilisant une machine de filage de fibres textiles sur mesure en une ligne mince de nanotubes de carbone.
(Source: Université de Cincinnati)
Leader Board Air Force Research Laboratory Materials and Manufacturing Benji Maruyama a déclaré, avant la production de masse est encore l'un des problèmes majeurs à résoudre la technologie de carbone. Maruyama a déclaré: « Afin d'élargir l'échelle de la production, il y a encore beaucoup de travail à faire fibres épluchage de nanotubes de carbone sur une plaque de silicium, adapté à la recherche en laboratoire, ne convient pas à la fabrication d'ailes d'avion ou combinaison de vol .. » Il a dit: « La seule entraver notre chose, il est une production à grande échelle de nanotubes de carbone ".
Maruyama tente de mener une série d'expériences pour résoudre ce problème, qu'il utilise un robot automatisé recherche « ARES ». Ce robot a été conçu et réalisé une expérimentation de nanotubes de carbone, analyse des résultats et l'utilisation des paramètres de renseignements et de données artificielles pour définir une expérience. En même temps, le nombre d'expériences menées dans ce sens, est 100 fois le nombre d'expériences humaines menées par les chercheurs.
valeur
Shanov dit: « Il ressemble toile de machine que l'on peut les assembler sous forme de lignes, elles sont appliquées dans divers domaines, tels que le capteur de suivi ou d'un dispositif de stockage d'énergie de l'eau de métal lourd, comprenant un condensateur super et une batterie .. »
(Source: Université de Cincinnati)
Pour les militaires, il peut remplacer des batteries lourdes, qui sont des batteries lourdes peuvent être des dispositifs électroniques de plus en plus composées de soldats et de l'équipement: lumières, offre la vision nocturne et d'équipements de communication.
Haase a dit :. « Parce qu'ils portent un tiers du poids de tous les équipements est alimenté par la batterie Donc, même si nous pouvons apprendre à réduire un peu de poids, sera très bénéfique pour les soldats au combat. »
Les chercheurs médicaux ont également étudié comment les nanotubes de carbone sont ciblés pour aider à libérer une dose du médicament.
Haase a dit: « Vous pouvez ajouter une molécule de protéine en dehors de la cellule lira et dit:« Je veux manger ce que nous puissions soutenir les cellules saines grâce à la libération du médicament, la réparation des cellules malades, ou même tuer les cellules cancéreuses ... » mais d'abord, les chercheurs veulent faire en sorte que les nanotubes de carbone ne sont pas toxiques.
Haase a dit: « Voilà pourquoi nous procédons très lentement trouvé, semblable à l'amiante, plus ou aiguë contact avec les nanotubes de carbone peut causer des dommages aux poumons si nous voulons faire les choses, il est un remède contre le cancer. alors vous devez le laisser trouver un autre ".
Les résultats préliminaires de l'étude se sentent très prometteurs. Bien que le coût actuel de nanotubes de carbone est très élevé, mais Haase a déclaré: « Nous avons été plus préoccupés par la performance du client plutôt que le coût des travaux, mais dès que possible avec la synthèse parfaite de nanotubes de carbone, produira une augmentation substantielle des coûts. il sera réduit. ensuite, nous verrons l'application des nanotubes de carbone à plus de zones ".
Pour l'instant, le laboratoire de l'Université de Cincinnati dans une étude a produit les fils de nanotubes de carbone 50 verges. Haase a déclaré: « La plupart des machines textiles à grande échelle a besoin de quelques miles de la ligne, nous atteindrons cet objectif. »
Maruyama a déclaré: « Un grand avantage de nanotubes de carbone est qu'il n'y a pas de pénurie de matériel, il faut un catalyseur métallique (nous utilisons le fer et le nickel) et du matériel de carbone de sorte que ceux-ci ne sont pas rares, quand on parle du nombre de production par an .. un million de tonnes de nanotubes de carbone, nous ne sommes pas dans la fabrication de millions de tonnes de matériel rare ".
Shanov a déclaré que le but ultime est l'Université de Cincinnati dans la recherche académique des solutions à des problèmes pratiques. Il a dit: « La recherche universitaire est d'explorer les différentes applications de luxe pour nous, pas tous d'entre eux peuvent être énumérés, mais même 10% peuvent être énumérés, mais aussi un énorme succès .. »
mot-clé
Les nanotubes de carbone, vêtements intelligents, la technologie portable
Documents de référence
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