13:32 2023-05-31
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Dispozitivele pentru țânțari primesc un impuls din reproiectarea mașinii de recoltare a electricității statice
_ Zappers pentru țânțari primesc un impuls din reproiectarea recoltei de electricitate statică
Controlul populațiilor de țânțari, în special în zone izolate sau îndepărtate, este o prioritate globală a sănătății publice. Într-un nou studiu, o echipă de cercetători chinezi a avansat această agendă cu un design mai eficient de nanogeneratoare triboelectrice (TENG) sigure și autoalimentate pentru a elimina țânțarii și a atenua bolile transmise de țânțari.
Studiul a fost publicat în Nano Research Energy pe 23 mai 2023.
Răspândind boli precum malaria, febra galbenă și virusul Zika, țânțarii ucid mai mulți oameni decât orice altă creatură din lume , iar regiunile izolate sunt printre zonele cele mai afectate. Metodele de exterminare chimică implică materiale toxice și pesticide care pot reprezenta o amenințare pentru sănătatea umană și pentru mediu. Metodele de exterminare fizică folosesc tensiuni înalte pentru a distruge insectele, dar aceste abordări pot fi periculoase și se bazează pe o sursă continuă de alimentare – care poate fi greu de găsit în zone mai îndepărtate.
„Este extrem de urgent. pentru a dezvolta o sursă de energie de înaltă tensiune non-toxică, autoalimentată și sigură pentru a preveni bolile răspândite de țânțari, în special în insule izolate sau în zone îndepărtate/sărace, unde furnizarea de energie electrică este dificilă”, a spus Xuhua Guo, primul autor al acestui articol. articol de cercetare de la Universitatea Ocean din China.
Dispozitivele TENG prezintă o soluție promițătoare la această problemă. TENG-urile recoltează electricitatea statică transformând energia mecanică de joasă frecvență din mediu în energie electrică. Datorită combinației unice de înaltă tensiune și curent scăzut, TENG-urile pot fi proiectate simplu și ieftin dintr-o selecție largă de materiale de fabricație, fiind în același timp extrem de eficiente cu o tensiune de ieșire mare.
TENG-urile au deja a fost folosit pentru a recolta energie din mișcare din corpurile umane, valurile oceanului și alte surse de mișcare de joasă frecvență. Pentru a crește gradul de utilizare a TENG și numărul de aplicații adecvate, oamenii de știință au investigat strategii pentru a crește densitatea de încărcare a TENG și a îmbunătăți performanța de ieșire, inclusiv implantarea ionică, modificarea materialului triboelectric, proiectarea structurală și încărcarea. Cu toate acestea, pur și simplu creșterea densității de încărcare va duce adesea la defalcarea aerului, un fenomen care scade performanța de ieșire a TENG și limitează puterea maximă efectivă de ieșire.
"Efectul de defalcare a aerului face ca încărcăturile generate la suprafața TENG să fie difuzează în atmosferă, ducând la pierderea de sarcină și la o scădere a densității încărcăturii de suprafață”, a spus Guo, care este, de asemenea, student la schimb la Institutul de Nanoenergie și Nanosisteme din Beijing. „Performanța de ieșire a TENG nu a atins încă cel mai înalt nivel teoretic, așa că evitarea defecțiunii aerului devine cheia îmbunătățirii performanței TENG.”
Echipa de cercetare a lui Xiaoyi Li a propus un nou design de fabricație TENG - înalt- nanogenerator triboelectric rotativ de performanță (R-TENG)—folosind un model teoretic personalizat de defalcare a aerului și un strat intermediar de nanocompozit feroelectric pentru a preveni defalcarea aerului și a reduce energia risipită.
În cel mai simplu design al TENG, sarcinile electrice sunt separate pe suprafețele de contact, iar între suprafețe se generează un potențial electric. Când filmele sunt separate în timpul mișcării, între cei doi electrozi se formează o diferență de potențial alternativă, ceea ce face ca curentul să circule. Pentru a crește performanța, designul R-TENG al echipei a inclus un strat intermediar cu nanoparticule de titanat de bariu foarte orientate pentru a crește densitatea sarcinii de suprafață și capacitatea de reținere a sarcinilor triboelectrice.
„De asemenea, am stabilit simulări teoretice personalizate. bazat pe golurile electrozilor gradient pentru a optimiza unghiurile de gol și numărul de segmente ale electrozilor, ceea ce ar putea preveni defalcarea aerului și ar putea îmbunătăți energia de ieșire R-TENG de cel puțin 1,5 ori", a spus Guo.
Rezultatele studiului au demonstrat că, cu ajutorul circuitelor de management, tensiunea de ieșire poate ajunge la 6 kV — printre cele mai performante generatoare triboelectrice — cu capacitatea de a aprinde continuu mai mult de 3.420 de LED-uri.
„Am fabricat un sistem de prevenire a bolilor de înaltă tensiune, bazat pe R-TENG de înaltă performanță, care nu numai că poate ucide eficient țânțarii, dar are și puterea de a distruge bacteriile din mediu”, a spus Guo. .
În continuare, echipa de cercetare se va concentra pe îmbunătățirea performanței TENG și pe promovarea aplicațiilor sale comerciale.
Comentarii:
Adauga Comentariu