Bu iplik kendi elektriğini üretiyor!
Dallas’taki Texas Üniversitesi'nde üretilen karbon nanotüp iplikleri, gerildiğinde veya büküldüğünde elektrik enerjisi üretiyor. Alternatif enerji üretiminde yeni bir aşamaya geçiliyor.
Kendra Pierre-Louis*
Gelecekte yapacağınız bedensel egzersizler (aslında tam olarak egzersiz kıyafetiniz) vücut tarayıcınızı şarj etmek için yeterli enerji üretebilecek. Dallas’ta bulunan Texas Üniversitesi ve Güney Kore’deki Hanyang Üniversitesi’nden araştırmacılar (diğer kuruluşlarla birlikte), karbon nanotüplerini iplik halinde bükerek oluşturdukları ve “bükümlü toplama aracı” adını verdikleri bir sistemi geliştirerek, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürdüklerini açıkladılar. Araştırmanın sonuçları geçen hafta Science dergisinde yayınlandı.
Teksas Üniversitesi’nde nanoteknoloji araştırmacısı ve araştırmayla ilgili makalenin yazarı olan Carter Haines, “Bükümlü toplama aracını anlamanın en kolay yolu şu: Bir parça ipliğiniz var, onu uzatıyorsunuz ve elektrik üretiyor,” diyor.
TÜM HAREKETLER ENERJİ ÜRETİYOR
Konuya açıklı getirmek gerekirse, Haines vücut tarayıcınızı daha uzun süreyle çalıştırmayı hedefliyor. Öte yandan, mekanik enerji dalgalarına, okyanus dalgalarına veya kaldırımda yürürken yarattığımız titreşimler gibi insan kaynaklı hareketlere ve bunları kullanmak için bir yol bulmaya odaklanmış durumda.
Atomun gücünü kullanmayı öğrendik; ancak mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürme söz konusu olduğunda, şu an için ekonomik açıdan mümkün olan tek seçeneğimiz hidroelektrik ve rüzgar santralleri. Bu yeni çalışmada oluşturulan teknik, daha geniş bir kullanım yelpazesi için mekanik enerjinin toplanmasına bizi bir adım daha yaklaştırabilir.
Elbette, kazak örmek için kullanılan ipliklerden bahsetmiyoruz. Haines ve arkadaşları, insan saçından 10 bin kat daha küçük çaplı yapılar oluşturmak için karbon nanotüplerini kullandılar. Karbon nanotüpleri, belki de “Vantablack”te (ışığı neredeyse hiçbir şekilde yansıtmayan kusursuz siyah renk boyası) kullanılan meşhur maddedir; bu süper-siyah “boya”, kendisine çarpan ışığın yüzde 99.965’ini emiyor.
Araştırmacılar, karbon nanotüp parçacıkları aldılar ve klasik yün eğirme düzeneğini anımsatacak şekilde bunları ip gibi büktüler. Sonuç olarak ortaya çıkan elektrik yükünün kendisi bir bataryada toplandı.
Haines, “Küçük elektrik motorlarımız var; gücü açıyoruz ve eğirme düzeneği dönüyor. Sonraki aşamada bu tabakayı motora sabitleyebiliriz; materyal aynen koyun yünü gibi ipliğe dönüşüyor,” diyor. “Birbirine eklediğimiz ipliği, kendi üzerine sarılmaya başlayana kadar çok yüksek derecede büküyoruz. Doğru koşullar altında, bir yay benzeri güzel bir bobin elde edersiniz ve elinizde bir yay varsa, elektrik üretmeniz için gereken tetikleyiciye sahipsiniz demektir.”
ELEKTRİK ÜRETME YOLLARI NEREDEYSE SINIRSIZ
Sonuçta, elde edilen bükümlü toplama aracı için gereken, bir parça elektrolittir; elektrolit, suda çözündüğünde çözeltinin elektriği iletmesine yardımcı olan bir maddedir. Biraz tuzlu su, ipliği şarj etmenizi çabuklaştırır. İplik büküldüğünde veya gerildiğinde (örneğin malzeme ile örülen pantolonu giyen birisin paçası topuğuna değdiğinde veya bir dalga giysinin bir parçasına değerek onu yıkadığında) iplikteki elektrik yükleri birbirine yaklaşır, böylece enerjileri artar.
Haines ve meslektaşları, şimdiye dek, bükümlü toplama aracını normal bir giysi ipliği gibi eğirerek, elektrik sinyali üreten bir gömlek dikebildi. Şu an için karbon nanotüpler görece pahalı. Fakat Haines bunların akıllı ev cihazlarında kullanılmasının pek uzakta olmadığını ifade ediyor. Her biri çok az enerjiye ihtiyaç duyan yüzlerce sensör hazırlamak kolay; ancak pilleri sonsuza dek doldurmak ya da evinizin elektrik sistemine entegre etmek biraz vakit alacak; belki de araçlarınızı kendi başına çalıştıracak düzeyde bükümlü toplama araçları yapmak uzun zaman alabilir.
Haines gelecekte nanotüp maliyetleri düştüğünde, okyanus dalgalarından güç elde etmek için kullanılacağını umuyor.
Haines, “Bu enerjiyi toplayacak iyi bir araca ihtiyacınız var; ancak zaman içinde bozulmaması gerekiyor,” diyor. Okyanuslar, sahip oldukları tuzlu su nedeniyle, elektrot çözeltisine ihtiyaç duyan nanotüplerin elektrik üremesi için ideal bir ortam sağlıyor.
* Yazının orijinali Popular Science sitesinde yayınlanmıştır (Çeviren: Tarkan Tufan)