Usmerjanje mehanske energije v želeno smer

Domov > Pritisnite > Usmerjanje mehanske energije v želeno smer

Povzetek:
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.

Usmerjanje mehanske energije v želeno smer

Saitama, Japonska | Objavljeno 14. aprila 2023

Usmerjanje energije v želeno smer je pomembna lastnost, ki dejansko omogoča življenje. Številne osnovne biološke funkcije, kot sta fotosinteza in celično dihanje, so omogočene s kanaliziranjem naključnih nihanj v naravi na nevzajemen način, da se sistem odvrne od naraščajoče entropije, kot je slavni Maxwellov demon. Na primer, naprave, ki omogočajo prednostno gibanje energije, so v elektroniki, kjer omogočajo pretvorbo izmeničnega toka v enosmerni. Podobne naprave se uporabljajo na področjih fotonike, magnetizma in zvoka. Vendar se je kljub številnim možnim uporabam izkazalo, da je ustvarjanje naprav, ki usmerjajo mehansko energijo, težje.

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.

Kot eksperiment, da bi pokazali, kaj to dejansko lahko naredi, so ustvarili blok materiala in ga postavili na vibrirajoče stojalo. Glede na smer nagiba vgrajenih nanopolnil je material lahko kanaliziral vibracijsko energijo skozi material, da bi se kapljice premaknile v desno ali levo. Vibracije bi lahko uporabili tudi za krožno gibanje, ki bi ga bilo mogoče nadzorovati v smeri urinega kazalca ali nasprotni. Pri navpični postavitvi vibrirajočega stojala so se kapljice obarvane tekočine, ki so bile položene na hidrogel, premaknile navzgor proti gravitaciji kot po čarovniji. Na ta način so bila izmenična vibracijska gibanja, ki običajno niso koristna, usmerjena v neto gibanje.

Nazadnje je skupina kot nadaljnji test v sodelovanju z raziskovalci iz programa RIKEN Hakubi Fellows na material namestila črve Caenorhabditis elegans in čeprav so njihova gibanja običajno naključna, so se na koncu vsi premaknili na eno ali drugo stran hidrogela. , odvisno od smeri nagiba vgrajenih nanopolnil.

Yasuhiro Ishida iz Centra za znanost o nastajajočih snoveh RIKEN, ki je vodil projekt, pravi: »To je bil izjemen in presenetljiv rezultat, ko smo videli, kako je mogoče mehansko energijo kanalizirati prednostno v eno smer, na tako jasen način, in z uporabo materiala, ki je precej enostaven za izdelavo in precej razširljiv. V prihodnosti nameravamo najti aplikacije za ta material, z upanjem, da ga bomo lahko uporabili za učinkovito uporabo vibracijske energije, ki je bila do zdaj obravnavana kot odpadek.

####

Za več informacij kliknite tukaj

Kontakt:
Jens Wilkinson
RIKEN
Pisarna: 81-484-621-424

Če imate komentar, prosim Kontakt nas.

Izdajalci novic, ne 7th Wave, Inc. ali Nanotechnology Now, so izključno odgovorni za točnost vsebine.

Zaznamek:

Sorodne povezave

NASLOV ČLANKA

Povezane novice Press

Novice in informacije

Nova družina kovinskih grozdov, podobnih kolesu, ima edinstvene lastnosti April 14th, 2023

Učinkoviti perovskitni laserji za odvajanje toplote z uporabo diamantne podlage z visoko toplotno prevodnostjo April 14th, 2023

Nanobiotehnologija: Kako lahko nanomateriali rešijo biološke in medicinske probleme April 14th, 2023

Nov razvoj biosenzorske tehnologije: od nanomaterialov do odkrivanja raka April 14th, 2023

Možne prihodnosti

Nova družina kovinskih grozdov, podobnih kolesu, ima edinstvene lastnosti April 14th, 2023

Natančnost diamantnega reza: Univerza v Illinoisu bo razvila diamantne senzorje za nevtronske eksperimente in kvantno informacijsko znanost April 14th, 2023

Naprava za vsaditev zmanjša tumorje trebušne slinavke: Ukrotitev raka trebušne slinavke z intratumoralno imunoterapijo April 14th, 2023

Manchester graphene spin-out podpisuje 1 milijardo dolarjev vredno pogodbo, ki bo spremenila igro za pomoč pri reševanju globalnih izzivov trajnosti: mejniški dogovor za komercializacijo grafena April 14th, 2023

Odkritja

Učinkoviti perovskitni laserji za odvajanje toplote z uporabo diamantne podlage z visoko toplotno prevodnostjo April 14th, 2023

Podatke je zdaj mogoče obdelovati s svetlobno hitrostjo! April 14th, 2023

Natančnost diamantnega reza: Univerza v Illinoisu bo razvila diamantne senzorje za nevtronske eksperimente in kvantno informacijsko znanost April 14th, 2023

Naprava za vsaditev zmanjša tumorje trebušne slinavke: Ukrotitev raka trebušne slinavke z intratumoralno imunoterapijo April 14th, 2023

Obvestila

Nanobiotehnologija: Kako lahko nanomateriali rešijo biološke in medicinske probleme April 14th, 2023

Nov razvoj biosenzorske tehnologije: od nanomaterialov do odkrivanja raka April 14th, 2023

Založba IOP praznuje svetovni dan kvantne tehnologije z objavo posebne kvantne zbirke in dobitnikov dveh prestižnih kvantnih nagrad April 14th, 2023

Podatke je zdaj mogoče obdelovati s svetlobno hitrostjo! April 14th, 2023

Intervjuji / Recenzije knjig / Eseji / Poročila / Podcasti / Revije / Bele knjige / Plakati

Nova družina kovinskih grozdov, podobnih kolesu, ima edinstvene lastnosti April 14th, 2023

Učinkoviti perovskitni laserji za odvajanje toplote z uporabo diamantne podlage z visoko toplotno prevodnostjo April 14th, 2023

Natančnost diamantnega reza: Univerza v Illinoisu bo razvila diamantne senzorje za nevtronske eksperimente in kvantno informacijsko znanost April 14th, 2023

Naprava za vsaditev zmanjša tumorje trebušne slinavke: Ukrotitev raka trebušne slinavke z intratumoralno imunoterapijo April 14th, 2023

Energija

Univerzalna HCl-pomožna strategija iz prahu v prah za pripravo perovskitov brez svinca Marca 24th, 2023

Raziskovalci TUS predlagajo preprost in poceni pristop k izdelavi ožičenja iz ogljikovih nanocevk na plastičnih folijah: Predlagana metoda proizvaja ožičenje, primerno za razvoj naprav z vso ogljikovo plastjo, vključno s prilagodljivimi senzorji ter napravami za pretvorbo in shranjevanje energije Marec 3rd, 2023

Če jih naredite dovolj tanke, bodo antiferoelektrični materiali postali feroelektrični Februar 10th, 2023

Kvantni senzorji vidijo tok Weylovih fototokov: ekipa pod vodstvom Boston Collegea razvija novo tehniko kvantnega senzorja za slikanje in razumevanje izvora toka fototoka v Weylovih polkovinah Januar 27th, 2023

Tehnologija akumulatorjev / Kondenzatorji / Generatorji / Piezoelektriki / Termoelektrike / Shranjevanje energije

Dvoslojni PET/PVDF trdni polimerni elektrolit, ojačan s substratom, izboljša delovanje polprevodniške litijeve kovinske baterije Marca 24th, 2023

Nov mikroskop, razvit za oblikovanje boljših visoko zmogljivih baterij: Inovacija omogoča raziskovalcem notranji vpogled v delovanje baterij Februar 10th, 2023

Poleg litija: obetaven katodni material za magnezijeve polnilne baterije: znanstveniki odkrivajo optimalno sestavo za magnezijevo sekundarno katodo baterije za doseganje boljše ciklične sposobnosti in visoke kapacitete baterije Februar 10th, 2023

Če jih naredite dovolj tanke, bodo antiferoelektrični materiali postali feroelektrični Februar 10th, 2023

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• Kovanje prihodnosti z Adryenn Ashley. Dostopite tukaj.
• vir: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57327