Avaleht > press > Channeling mechanical energy in a preferred direction
Abstraktne:
A research group led by scientists from the RIKEN Center for Emergent Matter Science have developed a unique material, based on nanofillers embedded in a hydrogel, that can channel mechanical energy in one direction but not the other, acting in a “nonreciprocal” way. With this composite material–which can be constructed at various sizes–the team was able to use vibrational up-and-down movements to make liquid droplets rise within a material against gravity. Using this material could thus make it possible to make use of random vibrations and move matter in a preferred direction.
Mehaanilise energia suunamine eelistatud suunas
Saitama, Japan | Posted on April 14th, 2023
Channeling energy in a preferred direction is an important property that actually makes life possible. Many basic biological functions such as photosynthesis and cellular respiration are made possible by channeling random fluctuations in nature in a nonreciprocal way, to drive a system away from increasing entropy, like the famed Maxwell’s demon. For example, devices that allow energy to move preferentially are in electronics, where they allow AC current to be transformed into DC current. Similar devices are used in the fields of photonics, magnetism, and sound. However, despite the many potential uses, creating devices that channel mechanical energy has proven to be more difficult.
Now, a RIKEN-led group has developed a remarkable but uniform material that is relatively easy to produce and can perform this function. To create it, the group used a hydrogel–a soft material made mainly of water and a polyacrylamide network–and embedded graphene oxide nanofillers into it at a tilted angle. The hydrogel is fixed to the floor, so that the top part can move when subjected to a shear force but not the bottom. And the fillers are set at a tilted angle, so that they angle clockwise from top to bottom. When a shear force is applied from right to left into the leaning nanofillers, they tend to buckle and hence lose their resistance. But if the force is from the other direction, and the nanofillers are facing away from it, the applied shear merely makes them stretch even longer, and they maintain their strength. This allows the sheet to deform in one direction but not the other, and in fact the group measured this difference, finding that the material was approximately 60 times as resistant in one direction than the other.
As an experiment to demonstrate what this could actually do, they created a block of the material and placed it on a vibrating stand. Depending on the tilt direction of the embedded nanofillers, the material was able to channel the vibrational energy through the material to make droplets move to the right or left. They could also use the vibrations to drive a circular motion that could be controlled to be either clockwise or anticlockwise. When setting up the vibrating stand vertically, drops of colored liquid that were placed on the hydrogel moved upward against gravity as if by magic. In this way, alternating vibrational movements, which are usually not of any use, were channeled to create net motion.
Finally, as a further test, in collaboration with researchers from the RIKEN Hakubi Fellows program, the group placed Caenorhabditis elegans worms on the material, and although their movements are normally random, they ended up all moving to one side or the another of the hydrogel, depending on the tilt direction of the embedded nanofillers.
According to Yasuhiro Ishida of the RIKEN Center for Emergent Matter Science who led the project, “It was a remarkable and surprising result, seeing how mechanical energy could be channeled in one direction preferentially, in such a clear way, and using a material that is rather easy to make and quite scalable. In the future, we plan to find applications for this material, with the hope that we can use it to make effective use of vibrational energy that, up until now, has been seen as waste.”
####
Lisateabe saamiseks klõpsake nuppu siin
Kontaktid:
Jens Wilkinson
RIKEN
Kontor: 81-484-621-424
Kui teil on kommentaar, palun Saada sõnum meile.
Sisu täpsuse eest vastutavad ainuüksi uudisteväljaannete väljaandjad, mitte 7th Wave, Inc. või Nanotechnology Now.
Lingid |
Seotud uudised Press |
Uudised ja teave
Uuel rattataoliste metallkobarate perekonnal on ainulaadsed omadused Aprill 14th, 2023
Tõhusad soojust hajutavad perovskiitlaserid, mis kasutavad kõrge soojusjuhtivusega teemantsubstraati Aprill 14th, 2023
Nanobiotehnoloogia: kuidas nanomaterjalid saavad lahendada bioloogilisi ja meditsiinilisi probleeme Aprill 14th, 2023
Biosensortehnoloogia uued arengud: nanomaterjalidest vähi tuvastamiseni Aprill 14th, 2023
Võimalikud tulevikud
Uuel rattataoliste metallkobarate perekonnal on ainulaadsed omadused Aprill 14th, 2023
Teemantlõike täpsus: Illinoisi ülikool töötab välja teemantandureid neutronkatsete ja kvantinfoteaduse jaoks Aprill 14th, 2023
Implanteeritav seade vähendab pankrease kasvajaid: kõhunäärmevähi taltsutamine kasvajasisese immunoteraapiaga Aprill 14th, 2023
Avastused
Tõhusad soojust hajutavad perovskiitlaserid, mis kasutavad kõrge soojusjuhtivusega teemantsubstraati Aprill 14th, 2023
Andmeid saab nüüd töödelda valguse kiirusel! Aprill 14th, 2023
Teemantlõike täpsus: Illinoisi ülikool töötab välja teemantandureid neutronkatsete ja kvantinfoteaduse jaoks Aprill 14th, 2023
Implanteeritav seade vähendab pankrease kasvajaid: kõhunäärmevähi taltsutamine kasvajasisese immunoteraapiaga Aprill 14th, 2023
Teated
Nanobiotehnoloogia: kuidas nanomaterjalid saavad lahendada bioloogilisi ja meditsiinilisi probleeme Aprill 14th, 2023
Biosensortehnoloogia uued arengud: nanomaterjalidest vähi tuvastamiseni Aprill 14th, 2023
IOP Publishing tähistab ülemaailmset kvantipäeva, kuulutades välja spetsiaalse kvantkollektsiooni ja kahe maineka kvantauhinna võitjad Aprill 14th, 2023
Andmeid saab nüüd töödelda valguse kiirusel! Aprill 14th, 2023
Intervjuud/raamatuarvustused/esseed/aruanded/podcastid/ajakirjad/valged lehed/plakatid
Uuel rattataoliste metallkobarate perekonnal on ainulaadsed omadused Aprill 14th, 2023
Tõhusad soojust hajutavad perovskiitlaserid, mis kasutavad kõrge soojusjuhtivusega teemantsubstraati Aprill 14th, 2023
Teemantlõike täpsus: Illinoisi ülikool töötab välja teemantandureid neutronkatsete ja kvantinfoteaduse jaoks Aprill 14th, 2023
Implanteeritav seade vähendab pankrease kasvajaid: kõhunäärmevähi taltsutamine kasvajasisese immunoteraapiaga Aprill 14th, 2023
energia
Universaalne HCl-assistendi pulber-pulbriks strateegia pliivaba perovskiitide valmistamiseks Märts 24th, 2023
Tehke need piisavalt õhukeseks ja antiferroelektrilised materjalid muutuvad ferroelektrilisteks Veebruar 10th, 2023
Akutehnoloogia/kondensaatorid/generaatorid/piesoelektrikud/termoelektrikud/energia salvestamine
Kahekihiline PET/PVDF substraadiga tugevdatud tahke polümeeri elektrolüüt parandab tahkis-liitiummetalli aku jõudlust Märts 24th, 2023
Uudne mikroskoop, mis on välja töötatud paremate suure jõudlusega akude kujundamiseks: innovatsioon annab teadlastele sisevaateid patareide tööpõhimõttest Veebruar 10th, 2023
Tehke need piisavalt õhukeseks ja antiferroelektrilised materjalid muutuvad ferroelektrilisteks Veebruar 10th, 2023
- SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
- Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
- Tuleviku rahapaja Adryenn Ashley. Juurdepääs siia.
- Allikas: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57327
- :on
- :on
- $ UP
- 10
- 27.
- a
- Võimalik
- AC
- täpsus
- Saavutada
- tegelikult
- vastu
- Materjal: BPA ja flataatide vaba plastik
- võimaldab
- Kuigi
- ja
- Teadaanne
- Teine
- mistahes
- rakendused
- rakendatud
- lähenemine
- umbes
- Aprill
- OLEME
- AS
- At
- põhineb
- põhiline
- patareid
- aku
- BE
- muutuma
- olnud
- Parem
- Blokeerima
- boston
- põhi
- by
- CAN
- vähk
- süsinik
- tähistab
- keskus
- CGI
- väljakutseid
- Kanal
- selge
- klõps
- koostöö
- kogumine
- COM
- kommentaar
- turundus
- sisu
- kontrollitud
- Konverteerimine
- võiks
- looma
- loodud
- loomine
- Praegune
- lõigatud
- päev
- dc
- tegelema
- näitama
- Olenevalt
- Disain
- Vaatamata
- arendama
- arenenud
- arenev
- arenguid
- arendab
- seade
- seadmed
- teemant
- erinevus
- raske
- suund
- avastama
- ajam
- Tilgad
- Tõhus
- kumbki
- Elektroonika
- varjatud
- energia
- piisavalt
- Eeter (ETH)
- Isegi
- näide
- näitama
- eksperiment
- ees
- pere
- Veebruar
- Valdkonnad
- filmid
- leidma
- leidmine
- fikseeritud
- paindlik
- Põrand
- voog
- kõikumisi
- eest
- Sundida
- Alates
- funktsioon
- funktsioonid
- edasi
- tulevik
- gif
- annab
- Globaalne
- Grafeen
- raskus
- Grupp
- Olema
- aitama
- Suur
- suur jõudlus
- lootus
- Kuidas
- aga
- http
- HTTPS
- Illinois
- pilt
- oluline
- parandab
- in
- Inc
- Kaasa arvatud
- kasvav
- odav
- info
- Innovatsioon
- IT
- Jaanuar
- Jaapan
- maamärk
- laserid
- Led
- elu
- nagu
- lingid
- Vedelik
- liitium
- enam
- kaotama
- tehtud
- maagiline
- Magnetism
- säilitada
- tegema
- TEEB
- palju
- Märts
- materjal
- materjalid
- küsimus
- mehaaniline
- meditsiini-
- ainult
- metall
- meetod
- Mikroskoobi
- rohkem
- liikumine
- liikuma
- liikumised
- liikuv
- nanomaterjalid
- Nanotehnoloogia
- loodus
- neto
- Uus
- uudised
- Tavaliselt
- of
- on
- ONE
- optimaalselt
- päritolu
- Muu
- osa
- täitma
- Fotosüntees
- PHP
- kava
- plast
- Platon
- Platoni andmete intelligentsus
- PlatoData
- palun
- polümeer
- võimalik
- post
- postitanud
- potentsiaal
- Täpsus
- eelistatud
- ettevalmistamisel
- maineka
- tootma
- Programm
- projekt
- paljutõotav
- kinnisvara
- esitama
- pakutud
- tõestatud
- Kirjastamine
- Kvant
- kvantteave
- juhuslik
- pigem
- suhteliselt
- Pressiteated
- tähelepanuväärne
- teadustöö
- uurimisrühm
- Teadlased
- Vastupidavus
- vastupidav
- vastutav
- kaasa
- tagasipöördumine
- RIKEN
- Tõusma
- Säästa
- skaalautuvia
- teadus
- teadlased
- Otsing
- kesk-
- nägemine
- andur
- komplekt
- kehtestamine
- Jaga
- Märgid
- sarnane
- lihtne
- So
- Pehme
- tahke
- LAHENDAGE
- heli
- eriline
- kiirus
- seisma
- algus
- ladustamine
- Strateegia
- tugevus
- esitama
- selline
- sobiv
- üllatav
- Jätkusuutlikkus
- süsteem
- meeskond
- Tehnoloogia
- test
- et
- .
- Tulevik
- oma
- Neile
- Läbi
- korda
- et
- ülemine
- ümber
- mõistma
- ainulaadne
- Universaalne
- Ülikool
- ülespoole
- us
- kasutama
- Kasutatud
- tavaliselt
- eri
- vertikaalselt
- vaade
- Jäätmed
- Vesi
- Wave
- Tee..
- M
- mis
- WHO
- Võitjate
- koos
- jooksul
- maailm
- ussid
- Yahoo
- sephyrnet