Papírvékony új elem nanotechnológiai módszerekkel

Dátum: 2007. augusztus 24. 00:00:00.
Forrás : Origo

Ki ne szeretne még könnyebb mobiltelefont, laptopot? Nemrég olyan új fejlesztés látott napvilágot, amely még légiesebbé teheti hordozható elektromos eszközeinket: egy amerikai egyetem kutatói papírvékonyságú elemet mutattak be. Hosszú út vezetett Alessandro Volta olasz fizikus találmányától, az 1800-ban szerkesztett Volta-oszloptól a napjainkban használt elemekig, akkumulátorokig.

A törekvések ma leginkább arra irányulnak, hogy minél kisebb, de emellett nagy élettartamú, megbízható, jó hatásfokú és olcsó áramforrásokat állítsanak elő. Most a Rensselaer Műszaki Intézet (USA, New York Állam) munkatársai újabb lépést tettek a tökéletesítés felé vezető úton, hiszen nanotechnológiai módszerekkel egészen újszerű, különleges elemet fejlesztettek ki.

Az új találmány

A könnyű, vékony, ruganyos találmány leginkább egy közönséges papírlapra emlékeztet, ami nem véletlen, hiszen kilencven százalékban cellulózból áll. Ennek a szabható-vágható, hajlítható, feltekercselhető elemnek minden grammja 10 milliamper erősségű áramot képes adni, és -70 °C-tól akár +150 °C-ig használható.

A hagyományos elektrokémiai áramforrások elektrolitoldatba merülő két elektródból és az azokat összekötő fémes vezetőből állnak. Az elemben a két elektród közötti potenciálkülönbség miatt folyik az áram. A negatív elektródon elektronleadás, a pozitív elektródon elektronfelvétel játszódik le, és az elektronok a fémes vezetőn át áramlanak a negatív potenciálú helyről a pozitívabb potenciálú hely felé.

Az új elemnél a kutatók szén-nanocsöveket ágyaztak be cellulózba, és az így kapott vékony filmréteg egyik oldalára lítiumot vittek fel. Az elem egyik elektródját a lítium alkotja, a másikat a szén-nanocsövek, míg elektrolitként a papírra cseppentett és abba beivódó sóoldat szolgál. Alkalmasan megválasztott, vizet nem tartalmazó elektrolitot alkalmazva az elem extrém magas és extrém alacsony hőmérsékleteken is kitűnően működik. A fényképen is látható ébenfekete színét a szén-nanocsövek adják.

Az elemek ősatyja a Volta-oszlop

A találmány szép példája annak is, hogy milyen gyümölcsöző eredményeket hozhat a különböző tudományterületen dolgozó kutatók együttműködése. Az elemet létrehozó csapatban anyagtudománnyal, kémiával, nanotechnológiával foglalkozó kutatók és mérnökök is részt vettek. Persze akad még tennivaló bőven. Növelni kell az elem hatásfokát, kidolgozni az olcsó és nagy tömegű előállítás módszerét, és kitalálni azokat a technológiai megoldásokat, amelyekkel az elem beépíthetővé válik használati tárgyainkba.

Az új elem nemcsak kényelmünket szolgálhatja majd, hanem biokompatibilitása révén egészségünket is. A szórakoztató elektronikai termékek mellett az elektrokémiai áramforrások olyan "életbevágó" eszközökben is nélkülözhetetlenek, mint a pacemakerek (szívritmus-szabályzók), a hallókészülékek vagy a beültethető gyógyszeradagolók. Arról nem beszélve, hogy milyen hasznosak lehetnek ezek a könnyű alkalmatosságok az űreszközökben vagy az elektromos meghajtású járművekben.

Jónás Katalin

Van jó témaötleted? Írj nekünk egy vendégcikket!

Kapcsolódó olvasnivalók

Fidel Castro élete és Kuba története

Mai cikkünk Kuba fordulatos történetét mutatja be, melynek szerves részeként kitérünk Fidel Castro életútjára. Kuba egy karibi szigetország, területéhez Kuba szigetén túl – mely a Nagy-Antillák legnagyobb tagja – hozzátartozik még 1600 kisebb szárazulat is, amelyek közül méretével kiemelkedik a Pinos-sziget. Az egykori spanyol gyarmat ma a legnépesebb karibi ország, egyben a világ egyik utolsó szocialista berendezkedésű állama.

Hogyan tanuljunk online marketinget?

Az online marketing az az üzleti tevékenység, amelynek keretében az internetet adta lehetőségeket használjuk termékek vagy szolgáltatások népszerűsítésére, ismertségének növelésére. Ez a tevékenység kiterjed weboldalakra, mint a híroldalak, közösségi szolgáltatások vagy tematikus portálok, de ide értendő a keresőmotorok, okostévék vagy egyéb digitális csatornák is, amelyek az internethez kötődnek.

A vandál-bizánci háború

Észak-nyugat Afrika elfoglalása után a vandál királyság a kezére került hajóhadnak köszönhetően a Mediterráneum egyik legerősebb tengeri hatalmává vált, ráadásul nem adták fel korábbi életmódjukat, és a rablóhadjárataikat tengeren is folytatták. A vandál kalózkodás nyilvánvalóan sértette Bizánc érdekeit, a katolikusok elnyomásával együtt ez már bőven elégséges okot szolgáltatott a katonai fellépésre.