صمم باحثون من جامعة تكساس في دالاس (UTD) وزملاؤهم نوعًا جديدًا ومحسّنًا من الخيوط عالية التقنية تسمى التويسترون “twistrons” والتي تولّد الكهرباء عند التمدد أو الالتواء.
– طريقة توليد الكهرباء من الخيوط
يشبه الابتكار الجديد إلى حد كبير الصوف التقليدي أو خيوط القطن، إلا أنه يمتلك القدرة على تحويل الحركة الميكانيكية إلى كهرباء. الاكتشاف ليس جديدًا تمامًا؛ حيث تم وصفه لأول مرة من قبل باحثي (UTD) في دراسة تم نشرها عام 2017، ولكن هذه النسخة الجديدة شهدت تحسنًا كبيرًا مقارنة بالنسخة الأصلية؛ لكونها أكثر كفاءة بشكل ملحوظ.
اقرأ أيضًا:
ناسا تعلن إنشاء صاروخ يعمل بالطاقة النووية.. تفاصيل
– خيوط ملتوية وغير مجدولة
كانت هذه الإصدارات السابقة من التويسترونات مرنة للغاية ويمكن أن تولد الكهرباء عن طريق التمدد أو الالتواء.
ومع ذلك في الدراسة الجديدة لم يقم فريق البحث بتحريف الألياف إلى نقطة اللف، وركزوا بدلًا من ذلك على تشابك ثلاثة خيوط فردية من ألياف الأنابيب النانوية الكربونية المغزولة لصنع خيط واحد.
بعد ذلك اختبر الباحثون الخيوط الجديدة من خلال التجارب ووجدوا أنها أظهرت كفاءة تحويل للطاقة بنسبة 17.4 في المائة لحصاد طاقة الشد و22.4 في المائة لحصاد طاقة الالتواء. وقد كانت هذه النسب أفضل بكثير من نسب موديلات الخيوط القديمة والتي وصلت إلى 7.6 بالمائة فقط.
تعقيبًا على هذا الأمر قال الدكتور “راي بوغمان”؛ أستاذ العلوم والرياضيات ومدير معهد Alan G. MacDiarmid NanoTech: “لقد تمكنا من إبراز أداء التويسترون المضفر من خلال إدخال ضغط جانبي للخيط عند التمدد أو التواء. وتسمح هذه العملية الجديدة للطبقات بالتلامس مع بعضها البعض بطريقة تؤثر في الخواص الكهربائية للخيط”.
وأضاف: “موادنا تفعل شيئًا غير عادي للغاية، فعندما تمددها تصبح أكثر كثافة بدلًا من أن تصير أقل كثافة. هذا التكثيف يدفع الأنابيب النانوية الكربونية إلى التقارب معًا ويساهم في قدرتها على حصاد الطاقة”.
وتابع “بوغمان”: “لدينا فريق كبير من المنظرين والتجريبيين يحاولون فهم أسباب حصولنا على مثل هذه النتائج الجيدة بشكل كامل”.
أخيرًا يذكر أن نتائج هذه الدراسة تم نشرها في مجلة Nature Energy. وقد قدم الباحثون الآن طلبًا للحصول على براءة اختراع.
اقرأ أيضًا:
اليابان تبتكر طريقة جديدة لتوليد الطاقة بواسطة الثلوج