עמוד הבית > חדשות ועדכונים > Channeling mechanical energy in a preferred direction
תקציר:
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.
תיעול אנרגיה מכנית לכיוון מועדף
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.”
####
לקבלת מידע נוסף, לחץ על כאן
ליצירת קשר:
ינס ווילקינסון
RIKEN
משרד: 81-484-621-424
אם יש לך תגובה בבקשה צרו קשר שלנו.
מנפיקי מהדורות חדשות, לא 7th Wave, Inc. או Nanotechnology Now, אחראים בלעדית לדיוק התוכן.
קישורים קשורים |
עיתונות חדשות קשורה |
חדשות ומידע
משפחה חדשה של אשכולות מתכתיים דמויי גלגל מציגה תכונות ייחודיות ה-14 באפריל, 2023
לייזר פרוסקיט יעיל לפיזור חום באמצעות מצע יהלום בעל מוליכות תרמית גבוהה ה-14 באפריל, 2023
ננו-ביוטכנולוגיה: כיצד ננו-חומרים יכולים לפתור בעיות ביולוגיות ורפואיות ה-14 באפריל, 2023
התפתחויות חדשות בטכנולוגיית Biosensor: מננו-חומרים לגילוי סרטן ה-14 באפריל, 2023
עתידיים אפשריים
משפחה חדשה של אשכולות מתכתיים דמויי גלגל מציגה תכונות ייחודיות ה-14 באפריל, 2023
דיוק חיתוך יהלום: אוניברסיטת אילינוי לפיתוח חיישני יהלומים לניסוי נויטרונים ולמדעי המידע הקוונטי ה-14 באפריל, 2023
מכשיר להשתלה מכווץ גידולי לבלב: אילוף סרטן הלבלב באמצעות אימונותרפיה תוך גידולית ה-14 באפריל, 2023
ספין-אאוט של גרפן מנצ'סטר חותמת על עסקה שמשנה את המשחק של מיליארד דולר כדי לעזור להתמודד עם אתגרי הקיימות העולמיים: עסקה מובילה למסחור של גרפן ה-14 באפריל, 2023
תגליות
לייזר פרוסקיט יעיל לפיזור חום באמצעות מצע יהלום בעל מוליכות תרמית גבוהה ה-14 באפריל, 2023
כעת ניתן לעבד נתונים במהירות האור! ה-14 באפריל, 2023
דיוק חיתוך יהלום: אוניברסיטת אילינוי לפיתוח חיישני יהלומים לניסוי נויטרונים ולמדעי המידע הקוונטי ה-14 באפריל, 2023
מכשיר להשתלה מכווץ גידולי לבלב: אילוף סרטן הלבלב באמצעות אימונותרפיה תוך גידולית ה-14 באפריל, 2023
הודעות
ננו-ביוטכנולוגיה: כיצד ננו-חומרים יכולים לפתור בעיות ביולוגיות ורפואיות ה-14 באפריל, 2023
התפתחויות חדשות בטכנולוגיית Biosensor: מננו-חומרים לגילוי סרטן ה-14 באפריל, 2023
IOP Publishing חוגגת את יום הקוונטים העולמי בהכרזה על אוסף קוונטים מיוחד ועל הזוכים בשני פרסי קוונטים יוקרתיים ה-14 באפריל, 2023
כעת ניתן לעבד נתונים במהירות האור! ה-14 באפריל, 2023
ראיונות / ביקורות ספרים / מאמרים / דוחות / פודקאסטים / כתבי עת / מאמרים לבנים / פוסטרים
משפחה חדשה של אשכולות מתכתיים דמויי גלגל מציגה תכונות ייחודיות ה-14 באפריל, 2023
לייזר פרוסקיט יעיל לפיזור חום באמצעות מצע יהלום בעל מוליכות תרמית גבוהה ה-14 באפריל, 2023
דיוק חיתוך יהלום: אוניברסיטת אילינוי לפיתוח חיישני יהלומים לניסוי נויטרונים ולמדעי המידע הקוונטי ה-14 באפריל, 2023
מכשיר להשתלה מכווץ גידולי לבלב: אילוף סרטן הלבלב באמצעות אימונותרפיה תוך גידולית ה-14 באפריל, 2023
אנרגיה
אסטרטגיה אוניברסלית עוזרת HCl אבקה לאבקה להכנת פרוסקיטים נטולי עופרת במרץ 24th, 2023
הפוך אותם לדקים מספיק, וחומרים אנטי-פרואלקטריים הופכים לפרו-אלקטריים ה-10 בפברואר, 2023
טכנולוגיית סוללות / קבלים / גנרטורים / פיזואלקטריים / חשמל תרמו / אחסון אנרגיה
אלקטרוליט פולימר מוצק מחוזק במצע דו-שכבתי PET/PVDF משפר את ביצועי סוללת מתכת ליתיום במצב מוצק במרץ 24th, 2023
מיקרוסקופ חדש שפותח כדי לעצב סוללות בעלות ביצועים גבוהים יותר: חדשנות נותנת לחוקרים מבט מבפנים על אופן פעולת הסוללות ה-10 בפברואר, 2023
מעבר לליתיום: חומר קתודה מבטיח לסוללות נטענות מגנזיום: מדענים מגלים את ההרכב האופטימלי לקתודה של סוללת מגנזיום משנית כדי להשיג יכולת מחזוריות טובה יותר וקיבולת סוללה גבוהה ה-10 בפברואר, 2023
הפוך אותם לדקים מספיק, וחומרים אנטי-פרואלקטריים הופכים לפרו-אלקטריים ה-10 בפברואר, 2023
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה כאן.
- הטבעת העתיד עם אדריאן אשלי. גישה כאן.
- מקור: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57327
- :יש ל
- :הוא
- $ למעלה
- 10
- 27th
- a
- יכול
- AC
- דיוק
- להשיג
- למעשה
- נגד
- תעשיות
- מאפשר
- למרות
- ו
- הַכרָזָה
- אחר
- כל
- יישומים
- יישומית
- גישה
- בערך
- אַפּרִיל
- ARE
- AS
- At
- מבוסס
- בסיסי
- סוללות
- סוללה
- BE
- להיות
- היה
- מוטב
- לחסום
- בוסטון
- תַחתִית
- by
- CAN
- מחלת הסרטן
- פַּחמָן
- חוגגת
- מרכז
- CGI
- האתגרים
- ערוץ
- ברור
- קליק
- שיתוף פעולה
- אוסף
- COM
- הערה
- שיווק
- תוכן
- נשלט
- המרה
- יכול
- לִיצוֹר
- נוצר
- יוצרים
- נוֹכְחִי
- חותך
- יְוֹם
- dc
- עסקה
- להפגין
- תלוי
- עיצוב
- למרות
- לפתח
- מפותח
- מתפתח
- התפתחויות
- מפתחת
- מכשיר
- התקנים
- יהלומים
- הבדל
- קשה
- כיוון
- לגלות
- נהיגה
- טיפות
- אפקטיבי
- או
- מכשירי חשמל
- מוטבע
- אנרגיה
- מספיק
- Ether (ETH)
- אֲפִילוּ
- דוגמה
- תערוכה
- לְנַסוֹת
- פייסבוק
- מול
- משפחה
- פבואר
- שדות
- סרטים
- מציאת
- קבוע
- גמיש
- קוֹמָה
- תזרים
- תנודות
- בעד
- להכריח
- החל מ-
- פונקציה
- פונקציות
- נוסף
- עתיד
- gif
- נותן
- גלוֹבָּלִי
- גרפן
- כוח משיכה
- קְבוּצָה
- יש
- לעזור
- גָבוֹהַ
- ביצועים גבוהים
- לקוות
- איך
- אולם
- http
- HTTPS
- אילינוי
- תמונה
- חשוב
- משפר
- in
- בע"מ
- כולל
- גדל
- זול
- מידע
- חדשנות
- IT
- יָנוּאָר
- יפן
- ציון דרך
- לייזרים
- הוביל
- החיים
- כמו
- קישורים
- נוזל
- לִיתִיוּם
- עוד
- להפסיד
- עשוי
- קסם
- מגנטיות
- לתחזק
- לעשות
- עושה
- רב
- צעדה
- חוֹמֶר
- חומרים
- דבר
- מֵכָנִי
- רפואי
- רק
- מתכת
- שיטה
- מיקרוסקופ
- יותר
- תנועה
- המהלך
- תנועות
- נע
- ננו
- ננוטכנולוגיה
- טבע
- נטו
- חדש
- חדשות
- בדרך כלל
- of
- on
- ONE
- אופטימלי
- מָקוֹר
- אחר
- חלק
- לבצע
- פוטוסינתזה
- PHP
- תכנית
- פלסטי
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- אנא
- פולימר
- אפשרי
- הודעה
- פורסם
- פוטנציאל
- דיוק
- מועדף
- העריכה
- יוקרתי
- לייצר
- תָכְנִית
- פּרוֹיֶקט
- מבטיח
- רכוש
- להציע
- מוּצָע
- מוכח
- הוצאה לאור
- קוונטית
- מידע קוונטי
- אקראי
- במקום
- יחסית
- עיתונות
- ראוי לציון
- מחקר
- קבוצת מחקר
- חוקרים
- התנגדות
- עמיד בפני
- אחראי
- תוצאה
- לַחֲזוֹר
- RIKEN
- לעלות
- שמור
- להרחבה
- מדע
- מדענים
- חיפוש
- משני
- ראות
- חיישנים
- סט
- הצבה
- שיתוף
- שלטים
- דומה
- פָּשׁוּט
- So
- רך
- מוצק
- לפתור
- קול
- מיוחד
- מְהִירוּת
- לעמוד
- התחלה
- אחסון
- אִסטרָטֶגִיָה
- כוח
- להגיש
- כזה
- מַתְאִים
- מפתיע
- קיימות
- מערכת
- נבחרת
- טכנולוגיה
- מבחן
- זֶה
- אל האני
- העתיד
- שֶׁלָהֶם
- אותם
- דרך
- פִּי
- ל
- חלק עליון
- טרנספורמציה
- להבין
- ייחודי
- אוניברסלי
- אוניברסיטה
- למעלה
- us
- להשתמש
- מְשׁוּמָשׁ
- בְּדֶרֶך כְּלַל
- שונים
- בֵּמְאוּנָך
- לצפיה
- לבזבז
- מים
- גל
- דֶרֶך..
- מה
- אשר
- מי
- הזוכים
- עם
- בתוך
- עוֹלָם
- תולעים
- יאהו
- זפירנט