Znajdź zawartość

Bawełna zaimpregnowana srebrnymi nanoprzewodami i węglowymi nanorurkami to nowy pomysł na uzyskanie prostego i bardzo skutecznego przenośnego urządzenia do uzdatniania wody. Yi Cui z Uniwersytetu Stanforda tłumaczy, że wystarczy zanurzyć kawałek bawełny w roztworze z nanorurkami i nanieść pipetą krople ze srebrnymi przewodzikami, a potem grawitacja i słaby prąd elektryczny zrobią już swoje. Badanie pod skaningowym mikroskopem elektronowym ujawniło, że węglowe nanorurki przylegają do pojedynczych włókien, a nieco od nich cięższe srebrne kabelki tworzą pomiędzy nimi charakterystyczną siatkę. Nanocząstki sprawiają, że tkanina może przewodzić prąd. Prowadzi to do uszkodzenia błon komórkowych bakterii, poza tym srebro również działa sterylizująco. Gdy amerykański zespół przelał przez tak przygotowany materiał wodę zanieczyszczoną Escherichia coli, wyginęło 89% z nich. Po trzech przecedzeniach pozbywano się 98% bakterii. Cui i pozostali sprawdzili skuteczność swojego wynalazku na innych mikroorganizmach, ustalili też, że srebrne nanoprzewody nie wypłukują się do wody. Specjaliści podkreślają, że bawełniane rozwiązanie przyda się nie tylko w procesie odkażania wody, ale także w różnych gałęziach przemysłu, gdzie tworzenie biofilmu (ang. biofouling) przynosi wymierne straty.

Wystarczy zanurzyć kartkę papieru w tuszu wykonanym z węglowych nanorurek i srebrnych nanokabli, by błyskawicznie uzyskać baterię lub superkondensator - stwierdza profesor Yi Cui z Uniwersytetu Stanforda. Społeczeństwo potrzebuje tanich, wysoko wydajnych urządzeń przechowujących energię, takich jak baterie i proste superkondensatory - mówi uczony. Naukowiec mówi, że jego baterie są szczególne. Dzięki wykorzystaniu materiałow w skali nano, podstawowe elementy baterii są bardzo małe, przez co tusz z nanorurkami i nanokablami bardzo mocno przyczepia się do włókien papieru. To zaś powoduje, że baterie są niezwykle wytrzymałe. Superkondensator wykonany metodą proponowaną przez Cui jest w stanie wytrzymać 40 000 cykli ładowania/rozładowania, a więc znacznie więcej niż nowoczesne baterie litowe. Papierowe baterie mają też kolosalną zaletę - trudno je zniszczyć. Można je zmiąć, wygiąć, zanurzyć w roztworze kwasu lub zasady, a zachowają swoją wydajność. Nie sprawdzaliśmy jeszcze, co się stanie, gdy je spalimy - mówi Cui. Superkondensatory wykonane z papieru mogą być przydatne w przemyśle motoryzacyjnym. Mają bowiem dużą powierzchnię w stosunku do objętości, mogą więc przechowywać sporo energii. Ta technologia może zostać bardzo szybko skomercjalizowana. Nie sądzę, by jej zastosowanie ograniczyło się tylko do przechowywania energii. To potencjalnie tania, elastyczna elektroda dla każdego urządzenia elektronicznego - stwierdził profesor Peidong Yang z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Zdaniem wynalazcy papierowych baterii, najbardziej przydadzą się one w przemyśle produkującym i dystrybuującym energię. Pozwolą bowiem w bardzo tani i prosty sposób przechowywać energię wyprodukowaną poza szczytem i uwolnić ją w szczycie.

Dzięki pracom naukowców z Uniwersytetu Stanforda na rynek mogą trafić baterie, które na pojedynczym ładowaniu zapewnią całodobową lub dłuższą pracę laptopa. Amerykańscy uczeni dokonali wielkiego przełomu, opracowując metodę wykorzystania krzemowych nanokabli w roli baterii litowo-jonowej. Standardowy laptop korzystający z takich baterii mógłby pracować nawet 40 godzin. Od co najmniej 30 lat uczeni wiedzą, że krzem ma olbrzymią teoretyczną pojemność elektryczną. Problem jednak w tym, że anoda stworzona z krzemu bardzo szybko ulega degeneracji podczas ładowania i rozładowywania. Przez kilkadziesiąt lat nikomu nie udało się rozwiązać tego problemu. Dokonał tego dopiero zespół profesora Yi Cui z Wydziału Wiedzy Materiałowej i Inżynierii Uniwersytetu Stanforda. Nową anodę baterii litowo-jonowej zbudowano z krzemowych nanokabli. Lit jest przechowywany wśród gęstego „lasu” takich kabli, z których każdy ma średnicę tysiące razy mniejszą od grubości kartki papieru. Kable te, gdy są zanurzone w licie, czterokrotnie zwiększają swoją objętość. Jednak, w przeciwieństwie do tradycyjnie wykorzystywanego grafitu, krzem nie zaczyna pękać. Profesor Cui mówi, że istnieją tylko dwie przeszkody na drodze do upowszechnienia się nowych baterii: należy je pomniejszyć i oszacować koszty produkcji. Uczony uważa, że w ciągu najbliższych lat krzemowe baterie trafią na rynek.