Технологии Однажды, надев футболку, вы почувствуете себя умным зарядным устройством. Инженеры успешно преобразовали хлопок в гибкий компонент с высокой проводимостью, который способен заряжать устройства.
"Можете себе представить, что в будущем наши сотовые телефоны будут такими же гибкими, как лист бумаги, который можно свернуть. Но нужны будут и гибкие растягиваемые платы", - отметил профессор механической инженерии в университете Южной Каролины Сяодун Ли (Xiaodong Li), который руководил разработкой. Статья была опубликована в журнале Advanced Materials.
В 2010 году Ли вместе со своими коллегами уже преобразовал рубашку в легкий бронежилет, превратив ткань в карбид нанопроводов. Поэтому, немудрено, что в поисках основы для своего гибкого устройства для хранения энергии ученый обратился к хлопковой футболке.
Инженеры намеревались сделать хлопок с высокой проводимостью, так они перепробовали несколько "рецептов", признался Ли. Он сравнил свои эксперименты с попытками приготовить ресторанную еду дома, не видя при этом как готовит шеф-повар. Сначала они вымарали хлопок в растворе фторида натрия в течение часа, затем влажный материал высушили в предварительно разогретой духовке в течение трех часов. Затем они нагревали ее в печи в течение часа.
К тому времени хлопок превратился в активированный уголь. Несмотря на то, что материал "испекли", его все еще можно было сложить. Так, на последнем этапе создания своего устройства для хранения данных инженеры покрыли его нано-слоем проводящего оксида марганца. Устройство, получившее название супер-конденсатора, способно реагировать быстрее, чем это нужно для батареи.
Несмотря на то, что хлопок ранее использовался в устройствах, по словам Ли, исследовательской группе впервые удалось превратить футболку в конденсатор. Производительность их устройства находится на одном уровне с другими углеродными супер-конденсаторами. После одной тысячи циклов подзарядки оно работает на 97,3 процента.
"Это очень простой недорогой процесс и при этом экологически чистый", - отметил Ли. По оценкам исследовательской группы, использование хлопка непосредственно с текстильных фабрик может быть до 10 раз дешевле химической переработки угля и нефти в активированный уголь.
Для выхода концепции на рынок, этот процесс должен быть расширен. По словам инженера, сейчас идет поиск потенциальных промышленных партнеров. Кроме того, ведутся переговоры с госпредприятиями на предмет использования этого процесса для восстановления местного производства текстиля.
Независимые эксперты подчеркнули, что новизна данной работы в том, что ученые преобразовали ткань с помощью простой термической обработки и химического процесса. Задача инженеров теперь в повышении количества энергии, которую могут хранить эти волокна. Материал также должен быть способен хорошо работать после очередного сгибания и растяжения, отметили они.
"В будущем мы видим такие хлопковые устройства на рынке. Не следует больше полагаться на нефть", - оптимистично заключил Ли.
