Главная / Технологии / Миниатюрный наногенератор

Миниатюрный наногенератор

Миниатюрный наногенератор

В последние годы идея использования окружающей энергии в форме света, вибрации, тепла, радиоволн и т. д. становится все более привлекательной.

Представьте, что вы на несколько секунд потираете воздушный шар о волосы. Что с ними происходит?Энергия, которая образовалась после такого взаимодействия, может быть «запакована» и сохранена для дальнейшего использования.

Недавно изобретенный трибоэлектрический наногенератор представляет собой многообещающий подход для сбора энергии окружающей среды и преобразования ее в электрическую энергию на основе трибоэлектричества.

Миниатюрный наногенератор

«Наногенератор» в настоящее время может улавливать достаточноэнергииот легких ветров, например, создаваемых при быстрой прогулке, для питания 100 светодиодных ламп и датчиков температуры.

Трибоэлектрический эффект – довольно интересное природное явление, заключающееся в том, что при трении двух материалов или веществ (например, с разной плотностью) между ними происходит разделение зарядов.

Энергия ветра — один из самых экономически эффективных и недорогих источников энергии, доступных сегодня. Ученые создали миниатюрный генератор, использующийэнергию ветра. Станет ли он бесконечным источником энергии для мобильных телефонов и дополнит или заменитветряные турбины – покажет время.

Миниатюрный наногенератор

В отличие от турбин, в которых используются катушки и магниты, где затраты фиксированы, новая разработка позволяет подбирать недорогие и доступные материалы.

Исследователи разработали «крошечную ветряную турбину», которая улавливает энергию ветра. КПД составляет 3,23%.

Устройство состоит из двух пластиковых полос (трибоэлектрических пленок), которые размещены в трубке длиной 8 сантиметров, под действием воздушного потока полосы «схлопываются», создавая статическое электричество генерируют энергию. Процесс выработки электроэнергии реализуется последовательностью движения контакт-распространение-разделение, вызванное их колебаниемч. Фактическая, выходная мощность будет зависеть от площади контакта, а максимальная площадь контакта была рассчитана с использованием моделирования.

Миниатюрный наногенератор

Эффект Бернулли применительно к сбору энергии ветра. (A) Система ветроуловителя и конструкция B-TENG. (B) Флаттерный режим трибоэлектрического наногенератора. (C) Моделирование противофазного режима взмахов двух взаимодействующих пленок. (D) Противофазное колебание структуры двух пленок взаимодействия с размерами 8 × 3 было зафиксировано высокоскоростной камерой при скорости ветра 8 м/с. Зеленые флуоресцентные лампы на картинке использовались для определения траектории двух хлопающих пленок.

Миниатюрный генератор может работать при слабом ветре до 1,6 м/с, но лучше всего оно работает при скорости ветра от 4м/с до 8 м/с, что примерно соответствует скорости обычного байкера.

Каксообщают исследователиCell Reports Physical Science,устройство можетпитать до 100 светодиодных ламп, а также датчики температуры. По словам ученых, в ближайшее время избретение, хоть и не заменит обычные ветряные турбины, но может стать недорогим решением для питания небольшой электроники, такой как удаленные датчики и камеры безопасности.

Миниатюрный наногенератор

Устройство состоит из двух пластиковых полос (трибоэлектрических пленок), которые размещены в трубке длиной 8 сантиметров, под действием воздушного потока полосы «схлопываются», создавая статическое электричество генерируют энергию.Процесс выработки электроэнергии реализуется последовательностью движения контакт-распространение-разделение, вызванное их колебаниемч. Фактическая, выходная мощность будет зависеть от площади контакта, а максимальная площадь контакта была рассчитана с использованием моделирования.

«Наногенератор» в настоящее время может улавливать достаточноэнергииот легких ветров, например, создаваемых при быстрой прогулке, для питания 100 светодиодных ламп и датчиков температуры.

Новое устройство считается наиболее эффективным из когда-либо созданных наногенераторов.

Ближайшая цель ученых — сделать его более эффективным, чтобы обеспечить бесперебойное и устойчивое энергоснабжение небольшихмобильных устройств, разработав наногенератор размером с монету.

Вторая цель — дополнить ветряные турбины, позволяющие справляться с ветрами, которых они в настоящее время не могут достичь, т.е увеличить мощность устройства до 1000 Вт, чтобы оно могло конкурировать с традиционными ветряными турбинами и разместить эти устройства там, где традиционные ветряные турбины недоступны, например, в горах или на крыше зданий для обеспечения устойчивой энергетики.

Миниатюрный наногенератор

«Наногенератор» в настоящее время может улавливать достаточноэнергииот легких ветров, например, создаваемых при быстрой прогулке, для питания 100 светодиодных ламп и датчиков температуры.

В отличие от турбин, в которых используются катушки и магниты, где затраты фиксированы, новая разработка позволяет подбирать недорогие и доступные материалы.

Миниатюрный генератор также можно безопасно использовать в заповедниках или городах, потому что он не имеет вращающихся частей.

Смотрите также

Мягкий робот сыграл в Super Mario Bros

Мягкий робот сыграл в Super Mario Bros

Команда исследователей из Университета Мэриленда напечатала на 3D-принтере мягкую роботизированную руку, достаточно проворную, чтобы сыграть в Super Mario Bros и победить.

Проект является инновацией в области мягкой робототехники, которая направлена на создание новых типов гибких роботов, работающих с использованием воздуха или воды вместо электричества.Такой тип устройства может применяться в качестве протезов и биомедицинских устройств.

Мягкий робот сыграл в Super Mario Bros

Трехпалый мягкий робот, напечатанный с использованием технологии Stratasys PolyJet

У существующих ранее разработок было сложно контролировать жидкости, которые заставляли их изгибаться и двигаться.

Ключевым достижением команды исследователей Университета Мэриленда стало одновременная печать полностью собранных мягких роботов со встроенными жидкостными цепями.

Раньше каждому пальцу мягкой руки робота требовалась своя собственная линия управления, которая могла ограничивать возможности функционирования. Несколько групп ученых пытались использовать гидравлические контуры для повышения автономности мягких роботов, но методы построения и интеграции таких жидкостных контуров с роботами достаточно сложные и могут занять от нескольких дней до недель, со значительной затратой ручного труда.

Чтобы преодолеть эти препятствия, команда обратилась к «3D-печати PolyJet», которая имеет множество слоев «чернил», уложенных друг на друга в 3D. При этом была одновременно напечатана мягкая роботизированная рука и интегрированные жидкостные переключатели.

Теперь создание полных мягких роботов, включая все мягкие приводы, элементы гидравлического контура и элементы конструкции занимает на 3D-принтере один день.

В качестве демонстрации команда разработала интегрированную жидкостную схему, которая позволяет управлять рукой только с помощью изменения давления. Например, когда не было давления, никакие пальцы не активировались.При низком давлении активировался только первый палец.При среднем давлении активировался средний палец, а при высоком — последний.Запрограммировав различные комбинации давления воздуха для прохождения через руку, команда смогла пересечь Мир 1-1 на контроллере NES и избежать всех Гумба, чтобы в конце концов посадить Марио на флагшток.

Мягкий робот сыграл в Super Mario Bros

Команда исследователей из Университета Мэриленда напечатала на 3D-принтере мягкую роботизированную руку, достаточно проворную, чтобы сыграть в Super Mario Bros и победить.

Проект является инновацией в области мягкой робототехники, которая направлена на создание новых типов гибких роботов, работающих с использованием воздуха или воды вместо электричества.Такой тип устройства может применяться в качестве протезов и биомедицинских устройств.

Мягкий робот сыграл в Super Mario Bros

Трехпалый мягкий робот, напечатанный с использованием технологии Stratasys PolyJet

У существующих ранее разработок было сложно контролировать жидкости, которые заставляли их изгибаться и двигаться.

Ключевым достижением команды исследователей Университета Мэриленда стало одновременная печать полностью собранных мягких роботов со встроенными жидкостными цепями.

Раньше каждому пальцу мягкой руки робота требовалась своя собственная линия управления, которая могла ограничивать возможности функционирования. Несколько групп ученых пытались использовать гидравлические контуры для повышения автономности мягких роботов, но методы построения и интеграции таких жидкостных контуров с роботами достаточно сложные и могут занять от нескольких дней до недель, со значительной затратой ручного труда.

Чтобы преодолеть эти препятствия, команда обратилась к «3D-печати PolyJet», которая имеет множество слоев «чернил», уложенных друг на друга в 3D. При этом была одновременно напечатана мягкая роботизированная рука и интегрированные жидкостные переключатели.

Теперь создание полных мягких роботов, включая все мягкие приводы, элементы гидравлического контура и элементы конструкции занимает на 3D-принтере один день.

В качестве демонстрации команда разработала интегрированную жидкостную схему, которая позволяет управлять рукой только с помощью изменения давления. Например, когда не было давления, никакие пальцы не активировались.При низком давлении активировался только первый палец.При среднем давлении активировался средний палец, а при высоком — последний.Запрограммировав различные комбинации давления воздуха для прохождения через руку, команда смогла пересечь Мир 1-1 на контроллере NES и избежать всех Гумба, чтобы в конце концов посадить Марио на флагшток.

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

АО «Концерн Воздушной Космической Обороны „Алмаз-Антей“» покажет на авиасалоне МАКС-2021 модернизированный беспилотник «Волк-18», способный автоматически сбивать дроны, и другие свои разработки по борьбе с «мини авиацией».

Производитель таких грозных систем по защите неба, как С-400 «Триумф»и С-500 «Прометей» переходит из макро в сферу микро.

Сегодня реалии современных военных конфликтов таковы, что БПЛА, стоящий «копейки», сможет уничтожить или повредить очень дорогостоящую ЗРК, которая может оказаться беззащитной перед малозаметным дроном или чего хуже — целого роя дронов. Как маленькая мышь, которая может убить могучего слона.

Это показали конфликты в Сирии, где ударные мини-беспилотники, а зачастую обычные квадрокоптеры с прикрепленной взрывчаткой, оказывались серьезной угрозой или в Нагорном Карабахе, где БПЛА смогли обходить большие системы ПВО и уничтожать их.

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

Беспилотник-перехватчик «Волк-18» на выставке Армия-2019

В феврале этого года в «Алмаз-Антее» сообщали о завершении испытаний модернизированного варианта беспилотника-перехватчика «Волк-18», способного в полностью автоматическом режиме обнаруживать и затем сбивать или таранить дроны противника.

Первая версия «Волка-18» была показана на военно-техническом форуме «Армия» два года назад.

Кроме охотника за дронами крупнейший концерн по производству систем ПВО «Алмаз-Антей» представит на выставке радиолокационно-оптический комплекс обеспечения безопасности объектов и нейтрализации беспилотников ROSC-1, мобильный малогабаритный твердотельный метеорологический радиолокатор «ДМРЛ-3».

Комплекс ROSC-1 предназначен для обеспечения комплексного контроля за воздушной обстановкой для обнаружения и распознавания различных типов воздушных объектов, в том числе малоразмерных и малоскоростных БПЛА.

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

Радиолокационно-оптический комплекс обеспечения безопасности ROSC-&raquo на шасси КАМАЗ

Радиолокационно-оптический комплекс обеспечения безопасности «ROSC-1» является системой, включающей в себя несколько компонентов:

  • обзорный трехкоординатный твердотельный радиолокатор Х-диапазона;
  • встроенный блок АЗН-В;
  • оптико-электронную систему (ОЭС);
  • подсистему радиотехнического мониторинга (РТМ);
  • подсистему радиоэлектронного управления (РЭУ).

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

АО «Концерн Воздушной Космической Обороны „Алмаз-Антей“» покажет на авиасалоне МАКС-2021 модернизированный беспилотник «Волк-18», способный автоматически сбивать дроны, и другие свои разработки по борьбе с «мини авиацией».

Производитель таких грозных систем по защите неба, как С-400 «Триумф»и С-500 «Прометей» переходит из макро в сферу микро.

Сегодня реалии современных военных конфликтов таковы, что БПЛА, стоящий «копейки», сможет уничтожить или повредить очень дорогостоящую ЗРК, которая может оказаться беззащитной перед малозаметным дроном или чего хуже — целого роя дронов. Как маленькая мышь, которая может убить могучего слона.

Это показали конфликты в Сирии, где ударные мини-беспилотники, а зачастую обычные квадрокоптеры с прикрепленной взрывчаткой, оказывались серьезной угрозой или в Нагорном Карабахе, где БПЛА смогли обходить большие системы ПВО и уничтожать их.

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

Беспилотник-перехватчик «Волк-18» на выставке Армия-2019

В феврале этого года в «Алмаз-Антее» сообщали о завершении испытаний модернизированного варианта беспилотника-перехватчика «Волк-18», способного в полностью автоматическом режиме обнаруживать и затем сбивать или таранить дроны противника.

Первая версия «Волка-18» была показана на военно-техническом форуме «Армия» два года назад.

Кроме охотника за дронами крупнейший концерн по производству систем ПВО «Алмаз-Антей» представит на выставке радиолокационно-оптический комплекс обеспечения безопасности объектов и нейтрализации беспилотников ROSC-1, мобильный малогабаритный твердотельный метеорологический радиолокатор «ДМРЛ-3».

Комплекс ROSC-1 предназначен для обеспечения комплексного контроля за воздушной обстановкой для обнаружения и распознавания различных типов воздушных объектов, в том числе малоразмерных и малоскоростных БПЛА.

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

Радиолокационно-оптический комплекс обеспечения безопасности ROSC-&raquo на шасси КАМАЗ

Радиолокационно-оптический комплекс обеспечения безопасности «ROSC-1» является системой, включающей в себя несколько компонентов:

  • обзорный трехкоординатный твердотельный радиолокатор Х-диапазона;
  • встроенный блок АЗН-В;
  • оптико-электронную систему (ОЭС);
  • подсистему радиотехнического мониторинга (РТМ);
  • подсистему радиоэлектронного управления (РЭУ).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *