Fizika

3 futuristička primjena ugljičnih nanocijevi

3 futuristička primjena ugljičnih nanocijevi

Ugljične nanocijevi trenutno revolucionariziraju mnoga područja, uključujući nanotehnologiju, personalizirane elektroničke nosive uređaje, optiku, elektroniku i druga područja znanosti o tehnologiji i materijalima zbog svog jedinstvenog okvira i svojstava. Ugljične nanocijevi imaju dugu, usku strukturu sa stijenkama koje čine slojevi ugljika debeli od jednog atoma, zvani grafen. Gotovo su najtanje cijevi koje se mogu izraditi iz prirode. Imaju neobična toplinska, mehanička i električna svojstva što ih čini idealnim za širok spektar primjena.

Fleksibilna elektronika

U tijeku je utrka u stvaranju fleksibilne savitljive elektronike s ugljičnim nanocijevima koja bi na kraju mogla zamijeniti trenutnu elektroniku izrađenu od lomljivijih materijala. Mnogi istraživači širom svijeta eksperimentiraju s raznim metodama za razvoj ugljikovih nanocijevi za masovnu proizvodnju. Postoji nekoliko problema koji sprečavaju široko prihvaćanje ugljikovih nanocijevi: nije isplativo proizvoditi visoko čiste cijevi i nisu dovoljno gusto nabijene na podlogu.

Dvoje istraživača sa Sveučilišta Wisconsin, Gopalan i Arnold, pioniri su novo poboljšane tehnike razvoja ugljikovih nanocijevi nazvane plutajuće isparavajuće samosabiranje ili FESA. Ova tehnika rješava problem gustoće pakiranja koji je spriječio široko prihvaćanje ugljikovih nanocijevi u fleksibilnoj elektronici. Tim trenutno surađuje s tvrtkama kako bi ubrzao usvajanje ove tehnologije. Mnogi drugi istraživači napravili su i druga otkrića.

[Izvor slike: Wikimedia]

POGLEDAJTE I: Čišćenje nanomateriala: Samo dodajte ulje

Bioelektrični nos

U budućnosti bi psi koji njuškaju droge mogli biti zamijenjeni hibridima proteina njušnih receptora i tranzistorima ugljičnih nanocijevi, nazvanim bioelektronski nosovi. Vjerovali ili ne, skupina istraživača predvođena Charliejem Johnsonom radi na stvaranju tranzistora od ugljikovih nanocijevi koji može "mirisati". Ova skupina prenosi osjetilna svojstva bioloških proteina s miševa na elektroničke uređaje. To se naziva bionanotehnologija, oblik biologije i elektroničkog povezivanja, o kakvoj ste čitali u znanstveno-fantastičnim romanima dok ste bili dijete.

Johnson, profesor fizike i astronomije sa Sveučilišta Pennsylvania izjavio je:

"Motivirani smo da napravimo bioelektronske hibride tamo gdje postoji pažljivo osmišljena kemijska veza između OR-a [proteini olfaktornog receptora] i uređaja nanocijevi, kao i projektirano okruženje nalik membrani za OR." ~ Michael Berger iz Nanowerka

Bioelektrični nos koji su osmislili imao je rok trajanja nekoliko mjeseci, što je znatno duže nego što se prethodno mislilo da je moguće. Johnson priznaje da još uvijek postoje veliki izazovi za pretvaranje bioelektronskog nosa u stvarnost. Pročišćavanje proteina njušnih receptora iz staničnog sustava ekspresije vrlo je problematično.

[Izvor slike: Wikimedia]

Nano zvučnici

Uskoro bismo mogli dobiti komad odjeće ili bilo koji običan predmet koji može stvoriti zvuk. Nano zvučnici su uspješno izrađeni od ultra tankih, fleksibilnih listova nanocijevi od strane kineskih istraživača.

Da biste razumjeli kako ti nano zvučnici rade, prvo morate razumjeti kako se stvara grmljavina jer se nano zvučnici vode istim principima. S razlogom čujete grmljavinu nakon groma. Evo zašto: kada munja putuje iz oblaka i udari u tlo, otvori se rupa u zraku koja se naziva kanalom. Jednom kad svjetlost nestane, zrak se opet sruši i stvara zvučni val koji čujemo kao grmljavinu.

U nano zvučnicima, kada se na cijevi primijeni električna struja, zrak se zagrijava i širi, što uzrokuje stvaranje zvučnih valova. To se naziva termoakustičkim efektom i razlikuje se od fizike iza standardnih zvučnika. Uobičajeni zvučnici generiraju zvuk iz vibracija u molekulama zraka, ali nano zvučnik uopće ne emitira vibracije. Detaljan opis ovih nano zvučnika pročitajte ovdje.

Kakav biste objekt voljeli vidjeti u budućnosti s mogućnostima stvaranja zvuka? Hoće li iPods zamijeniti jakne nanozvučnicima? Nakon dugog radnog dana, hoćete li se spustiti u svoj udobni naslonjač i poslušati stolicu dok svira vašu omiljenu pjesmu? Budućnost će biti čudna, to je sigurno.

POGLEDAJTE I: Novi materijal tako crne boje da se ne može mjeriti

Napisala Leah Stephens


Gledaj video: Jacque Fresco - Depression, Self Image - Sept. 5, 2011 12 (Siječanj 2022).