Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Biegiem po prąd

Recommended Posts

Słońce, wiatr czy woda nie są jedynymi potencjalnymi źródłami odnawialnej energii. Tę można pozyskiwać też np. z ludzkiego ciała. Wydzielamy ciepło, poruszamy się, oddychamy wydatkując przy tym energię, którą, teoretycznie, można by odzyskać. Problem w tym, że energia biomechaniczna jest nieprzewidywalna i do tej pory nie było możliwe jej efektywne pozyskanie.

Naukowcy z Georgia Institute of Technology (Gatech) zaprezentowali pierwszy system, który umożliwia efektywną konwersję nieregularnej energii biomechaniczną w energię elektryczną. Technologia ta może przetworzyć każdy ruch mechaniczny w energię elektryczną - mówi profesor Zhong Lin Wang z Wydziału Nauk Materiałowych i Inżynierii.

Podczas zorganizowanego przed kilkoma dniami pokazu zademonstrowano nanogeneratory, które były w stanie odzyskać energię np. z ruchu strun głosowych, flagi łopoczącej na wietrze, palców stukających o stół czy z chomika biegnącego w kołowrotku.

Do zbudowania nanogeneratorów wykorzystano materiał piezoelektryczny, tlenek cynku. Wykonane z niego niewielkie kable o długości 100-500 mikrometrów i średnicy 100-800 nanometrów zginając się, wytwarzają ładunek elektryczny. Pojedynczy kabel zamknięto w elastycznym polimerze. Z obu końców połączone go z obwodami elektrycznymi, z tym, że w jednym z końców zastosowano barierę Shottky'ego.

Zestaw składający się z czterech nanogeneratorów umieszczony na grzbiecie chomika był w stanie zapewnić prąd o natężeniu do 0,5 nanoampera. Profesor Wang ocenia, że do zasilanie urządzenia przenośnego konieczne będzie wyprodukowanie generatora korzystające z tysięcy generatorów.
Opisane nanogeneratory wytwarzają prąd zmienny, a więc konieczne było odpowiednie zsynchronizowanie pracy czterech generatorów, by uzyskać maksymalną produkcję energii. Synchronizację tę uzyskano, stosując specjalny polimer, który zgina się tylko w jedną stronę.
Profesor Wang uważa, że w przyszłości uda się tę technologię znacznie ulepszyć i poprawić synchronizację pracy generatorów.

Problemem był również... obiekt do pozyskania energii. Początkowo chciano eksperymentować na szczurach, ale te nie okazały się zbyt chętne do biegania w kołowrotku, więc zatrudniono chomiki. Futrzaki były jednak najbardziej aktywne po godzinie 23, więc badania odbywały się w nocy.

Sądzimy, że to pierwszy pokaz użycia żywych zwierząt do otrzymania prądu elektrycznego za pomocą nanogeneratorów. Dowodzi on, że można wykorzystać ruch ludzi i zwierząt do wyprodukowania energii - mówi Wang.
Chociaż badania tego typu wyglądają dość zabawnie, warto uświadomić sobie, że w przyszłości dzięki nim możliwe będzie np. zasilanie rozruszników serca dzięki przepływowi krwi w ciele pacjenta.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pomyśleć, ile energii mógłbym codziennie wytwarzać np. dzięki mimowolnym ruchom nóg, kiedy siedzę i się nudzę :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale gdy ruszamy nogami to w końcu na coś tą energię zużywamy. Jak nie na poruszanie sie , to na ciepło. Ale i tak na końcu jest ciepło:)

Share this post


Link to post
Share on other sites

a kurtki dla polarników? idą i nie dość że im cieplej to im jeszcze bardziej ciepło, albo latareczka jakaś. albo turbany chłodzące na pustynie :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Specjalistom z University of Minnesota udało się powstrzymać komórki nowotworowe przed rozprzestrzenianiem się oraz zbadać w jaki sposób zostały one powstrzymane.
      Od lat wiadomo, że komórki nowotworowe rozprzestrzeniają się po określonych trasach. Wykorzystują swoiste „autostrady” do ruchu wewnątrz guza oraz, po jego opuszczeniu, po naczyniach krwionośnych i tkankach. Osoby, u których występuje duża liczba takich „autostrad” mają mniejsze szanse na przeżycie choroby. Dotychczas nie wiedziano, w jaki sposób komórki nowotworowe rozpoznają te drogi i jak się po nich poruszają.
      Uczeni z University of Minnesota badali w warunkach laboratoryjnych sposób przemieszczania się komórek raka piersi i wykorzystywali różne leki, próbując powstrzymać ich ruch. Okazało się, że gdy zaburzyli mechanizm, który zwykle pozwala komórkom na poruszanie się, nagle komórki nowotworowe zaczęły poruszać się jak bezkształtna galaretowata masa.
      Komórki nowotworowe są bardzo podstępne. Nie spodziewaliśmy się, że zmienią sposób poruszania się. To wymusiło na nas zmianę taktyki tak, by jednocześnie zablokować oba rodzaje ruchu. Dopiero wówczas przestały się poruszać i pozostały w miejscu, mowi jeden z autorów badań, profesor Paolo Provenzano.
      Przerzuty są przyczyną śmierci 90% osób umierających na nowotwory. Jeśli udałoby się zablokować ruch komórek, pacjenci i lekarze zyskaliby więcej czasu na wdrożenie skutecznego leczenia.
      Kolejnym krokiem badań będzie rozszerzenie eksperymentów na badania na zwierzętach. Mają nadzieję, że w ciągu kilku lat uda im się rozpocząć badania kliniczne na ludziach. Chcą też badać interakcje leków z komórkami nowotworowymi i ewentualne efekty uboczne.
      Naszym ostatecznym celem jest znalezienie sposobu na całkowite zablokowanie ruchu komórek nowotworowych i zwiększenie ruchliwości komórek układu odpornościowego, by te zwalczały nowotwór, mówi Provenzano.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Związki występujące w opakowaniach mogą upośledzać wchłanianie w przewodzie pokarmowym.
      Odkryliśmy, że nanocząstki tlenku cynku (ZnO) w dawkach odpowiadających temu, co normalnie zjadamy z posiłkiem lub w ciągu dnia, mogą zmieniać sposób, w jaki jelita wchłaniają składniki odżywcze albo oddziaływać na ekspresję genów [...] - opowiada prof. Gretchen Mahler z Binghamton University.
      Mahler wyjaśnia, że ze względu na właściwości przeciwbakteryjne ZnO jest wykorzystywany w wyściółce puszek.
      W ramach studium Amerykanie sprawdzali za pomocą spektrometrii mas, jak dużo cząstek dostaje się do puszkowanego tuńczyka, kukurydzy, szparagów i kurczaka. Okazało się, że pokarm zawiera 100-krotność dozwolonej dziennej dawki cynku. Mając to na uwadze, zespół zajął się wpływem nanocząstek na układ pokarmowy.
      Inni naukowcy patrzyli wcześniej na wpływ nanocząstek na komórki jelita, ale zwykle wybierali naprawdę wysokie dawki i szukali oznak oczywistej toksyczności, np. śmierci komórkowej. My skupiliśmy się na czymś bardziej subtelnym, a mianowicie na działaniu komórek i analizowaliśmy dawki nanocząstek bliższe temu, z czym się naprawdę stykamy.
      Okazuje się nanocząstki mają tendencję do osiadania na komórkach układu pokarmowego. Powodują remodelowanie bądź utratę mikrokosmków, które zwiększają powierzchnię odpowiadającą za wchłanianie. W dużych dawkach niektóre nanocząstki uruchamiają sygnalizację prozapalną. Zjawisko to może zaś zwiększyć przepuszczalność modelu jelit [...].
      Ponieważ badania prowadzono w laboratorium na hodowlach komórkowych, trudno określić, jaki może być długoterminowy wpływ spożycia nanocząstek na ludzkie zdrowie. Mogę tylko powiedzieć, że nasz model pokazuje, że nanocząstki mają swoje oddziaływania w modelu in vitro i że zrozumienie ich wpływu na funkcje przewodu pokarmowego to ważna dziedzina badania bezpieczeństwa konsumenckiego.
      Podczas dalszych badań na kurach uzyskano podobne wyniki jak na hodowlach. Okazało się także, że nanocząstki oddziałują na mikrobiom.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy zdrowa, ale nieaktywna osoba zacznie się ruszać, błyskawicznie zmienia się ekspresja genów w mięśniach szkieletowych. Naukowcy z Karolinska Institutet podkreślają, że to kwestia minut i wystarczy godzina ćwiczeń, by wzrosła aktywność genów wspomagających rozkład tłuszczów (Cell Metabolism).
      Nasze mięśnie są naprawdę plastyczne - twierdzi prof. Juleen Zierath. Szwedzi wykazali, że w DNA pobranym z mięśni szkieletowych ludzi, którzy właśnie ćwiczyli, jest mniej grup metylowych niż przed ćwiczeniami. Zmiany zachodzą w obrębie pasm DNA stanowiących "lądowisko" dla czynników transkrypcyjnych, które biorą udział we włączaniu genów odpowiedzialnych za adaptację mięśni do aktywności fizycznej.
      Badając zmiany epigenetyczne zachodzące wskutek forsownych ćwiczeń, Zierath, Romain Barrès i inni wykonali biopsje mięśnia udowego 8 mężczyzn, którzy prowadzili raczej siedzący tryb życia. Okazało się, że grupa metylowa zniknęła z kilku genów zaangażowanych w metabolizm tłuszczów. Demetylacja pozwalała na produkcję większej ilości białek.
      Zespół uważa, że za zaobserwowane zjawisko może odpowiadać uwalnianie jonów wapnia przez retikulum endoplazmatyczne komórek mięśniowych (ER zachowuje się tak pod wpływem potencjału czynnościowego, tutaj wywołanego ćwiczeniami). Kiedy pobrane próbki wystawiono na oddziaływanie kofeiny, która zwiększa poziom wapnia w mięśniach, także zaszła demetylacja. Zierath nie zaleca jednak zastępowania ruchu filiżanką kawy, bo mała czarna nie zapewnia pozostałych korzyści wynikających z ćwiczenia.
      Od jakiegoś czasu wiadomo, że ćwiczenia wywołują w mięśniach zmiany, w tym nasilenie metabolizmu cukrów i tłuszczów. My odkryliśmy, że najpierw zachodzą zmiany w metylacji. Co ciekawe, kiedy w laboratorium doprowadzano do skurczów mięśni, zachodziły identyczne zmiany epigenetyczne.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chcąc zbadać, w jaki sposób orangutany maksymalizują wydajność energetyczną ruchu, naukowcy z Uniwersytetu w Birmingham korzystają z pomocy freerunnerów.
      Skonstruowano makietę drzewnego habitatu - rodzaj poligonu ćwiczebnego. Freerunnerzy będą naśladowali 3 podstawowe ruchy małp: wspinanie, ponieważ zwierzęta muszą się wtedy przeciwstawiać sile ciążenia, bujanie między drzewami oraz skakanie, które choć efektywne energetycznie, jest stosowane jedynie w ostateczności. Dr Susannah Thorpe ma nadzieję, że odkrycia dotyczące konsumpcji energii uda się jakoś przełożyć na poprawę ludzkich osiągnięć.
      "Metody pomiaru energetyki lokomocji naczelnych są ograniczone. Większość danych pochodzi z modeli matematycznych. My proponujemy nową i bardziej bezpośrednią technikę oceny, jak koszty nadrzewnego przemieszczania się orangutanów są modulowane przez środowisko".
      Ludzie będą nosić 2 typy urządzeń: 1) respirometr do pomiaru zużycia tlenu oraz 2) przyspieszeniomierz z trybem zapisu danych. Biorąc pod uwagę płynną naturę i szeroki zakres ruchów małp, profesjonalni freerunnerzy wydają się świetnymi obiektami do badań.
      Brytyjczycy zamierzają stwierdzić, jak wydatkowanie energii zmienia się przy różnych typach lokomocji, różnej znajomości habitatu i różnym stopniu ustępowania gałęzi pod naporem ciała.
      Znajomość wymogów środowiskowych orangutanów to kwestia kluczowa dla właściwej ochrony gatunku oraz planowania reintrodukcji.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Często słyszy się, że telewizja to złodziej czasu, który można by przeznaczyć na ćwiczenia czy kontakty z innymi ludźmi. Okazuje się, że w kwestii poprawy formy da się coś zrobić, wystarczy maszerować w miejscu po rozpoczęciu przerwy reklamowej (Medicine & Science in Sports & Exercise).
      Naukowcy z University of Tennessee badali grupę 23 kobiet i mężczyzn w wieku 18-65 lat. W studium uwzględniono osoby reprezentujące różne kategorie wskaźnika masy ciała (BMI). Sprawdzano, ile kalorii ulega spaleniu podczas leżenia, siedzenia, stania, chodzenia w miejscu i marszu na bieżni z prędkością ok. 5 km/h. W drugiej części eksperymentu ci sami badani na siedząco oglądali przez godzinę telewizję albo spędzali przed nim tyle samo czasu, wykorzystując przerwy reklamowe na marsz w miejscu. Dzięki krokomierzom można było zliczać kroki.
      Chodząc w miejscu w czasie reklam, ochotnicy spalali średnio 148 kilokalorii. Ustalono, że w ciągu mniej więcej 25 minut przeciętnie wykonywali 2111 kroków. Godzinne ćwiczenia na bieżni pozwalały zużyć średnio 304 kilokalorie. Niestety, więźniowie kanap i foteli nie wypadali najlepiej. Po 60 min oglądania stamtąd telewizji spalali zaledwie 81 kcal. Co więcej, nie odnotowano istotnych statystycznie różnic w liczbie spalonych kalorii między odpoczynkiem a oglądaniem TV na siedząco (79 vs. 81 kcal).
      Zespół z Knoxville uważa, że sygnał rozpoczęcia bloku reklamowego może być dobrą wskazówką, że trzeba wstać i trochę się poruszać. Znany dżingiel warto potraktować jako element środowiska, który pomaga w wykształceniu korzystnych dla zdrowia nawyków.
×
×
  • Create New...