Інженери з Массачусетського технологічного інституту відкрили новий спосіб вироблення електрики. Вони створили частки на основі вуглецевих нанотрубок, які, опинившись у «жадібному до електронів» органічному розчиннику, генерують струм. В експерименті створеної напруги вистачило для початку і підтримання реакції окислення спирту.
Статтю з описом технології і самого демонстраційного експерименту американські дослідники опублікували в журналі Nature Communications. Серед її авторів – висококласні фахівці в галузі фізики і хімії сполук вуглецю Массачусетського технологічного інституту (MIT). Один з учасників цієї команди вчених, Майкл Страно (Michael Strano), в 2010 році відкрив так звані термоенергетичні хвилі в вуглецевих нанотрубках.
Саме це відкриття підштовхнуло дослідників шукати нові властивості багатообіцяючого матеріалу на основі графену далі. У новому експерименті американські вчені створили мікроскопічні частинки (250 на 250 мікрометрів) з вуглецевих нанотрубок. Одну їх половину покрили матеріалом, схожим на тефлон, а іншу залишили «голою». Коли такі частинки поклали рівним шаром на дно посудини і залили органічним розчинником (ацетонітрилом), вони почали виробляти струм.
Припущення вчених виявилося вірним. Ацетонітрил покриває залишену беззахисною поверхню нанотрубок і «перетягує» частину електронів в атомах вуглецю на себе. Оскільки система прагне до стану спокою, в структурі графену починається рух електронів, які прагнуть «зайняти» вакантні місця. В результаті виникає електричне поле, яке можна використовувати. В експерименті нинішній дизайн таких «наногенераторів» показав здатність генерувати близько 0,7 вольта на одну мікрочастинку.
Щоб продемонструвати практичне застосування технології, дослідники зібрали електрохімічний реактор. З розроблених ними мікрочастинок вони склали колону в трубці, заповненої ацетонітрилом. Електрика, яка виробляється такою «батареєю» використовувалася для живлення реакції розкладання спирту на кетони або альдегіди (окислення спирту). Це не найбільш енергоефективний спосіб проведення подібної реакції, але зате він не вимагає сторонніх речовин.
У перспективі створені вченими з MIT мікрочастинки можуть стати серцем для енергетичних установок різноманітного призначення. Наприклад, для живлення нанороботів в організмі піддослідних тварин або навіть людей, яким необхідно внутрішнє обстеження або адресна доставка медикаментів в конкретну частину тіла. Інше корисне застосування – компактні фізико-хімічні реактори, аналогічні продемонстрованому в експерименті.
Натхнення: naked-science.ru