تولید انرژی پرتوان به‌وسیله سیم‌های ریز

محققان در آمریکا و کره کشف کرده‌اند که جرقه ‌زدن یک نانولوله کربنی پوشش‌ داده شده به ‌وسیله مواد قابل‌اشتعال شیمیایی، می‌تواند منجر به ایجاد یک موج بسیار سریع شود. این موج می‌تواند با سرعتی که ده ‌هزار برابر سرعت گسترش واکنش شیمیایی است، در سرتاسر این نانولوله حرکت کند.

محققان در آمریکا و کره کشف کرده‌اند که جرقه ‌زدن یک نانولوله کربنی پوشش‌ داده
شده به ‌وسیله مواد قابل‌اشتعال شیمیایی، می‌تواند منجر به ایجاد یک موج بسیار سریع
شود. این موج می‌تواند با سرعتی که ده ‌هزار برابر سرعت گسترش واکنش شیمیایی است،
در سرتاسر این نانولوله حرکت کند. این پدیده جدید که یک “موج توان گرما” نامیده شده
است، می‌تواند منجر به راه جدیدی برای تولید الکتریسیته شود و ممکن است قادر به
تأمین توان مورد نیاز برای حرکت افزاره‌های نانومقیاس باشد.

 

 

استرانو و همکارانش در مؤسسه فناوری ماساچوست در آزمایشات خود، نانولوله‌های
کربنی چند‌دیواره را با سوخت شیمیایی معروف به سیلیکوتری‌متیلن تری‌نیترامین
(TNA) روکش ‌دادند. سپس آنها یک لیزر کم‌توان به این سیستم می‌تابانند. در
نتیجه گرمای این لیزر، سوخت مشتعل‌ شده و یک واکنش شیمیایی شروع می‌شود و
در طول نانولوله حرکت می‌کند. این سرعت ۱۰۴ برابر سرعت گسترش خود واکنش
شیمیایی است.
نام این پدیده‌ی جدید (موج توان گرما) از این حقیقت ناشی‌شده است که امواج
گرمایی بسیار سریع‌ الکترون‌ها را انرژی داده و آنها را به طور موثری در
سرتاسر نانولوله می‌رانند (یک جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند). این پدیده در
نانولوله‌های کربنی مشاهده می‌شود زیرا ظرفیت گرمایی کم آن منجر به یک
سیستم بازخورد می‌شود که در آن گرمای جاری‌شده در نانولوله، سوخت بیشتری
مشتعل می‌کند و سرعت واکنش شیمیایی را افزایش می‌دهد. پالس‌های الکتریکی
منتج می‌توانند منجر به یک توان ویژه به بزرگی ۷‌ کیلووات بر کیلوگرم شوند.
این توان ده ‌برابر توان تولید‌شده در باتری‌های لیتیوم استاندارد است.
این توان بسیار بالا می‌تواند این امکان را فراهم کند که این مواد بعنوان
افزاره‌های ذخیره‌ی سازگار با محیط‌زیست، که در آنها مواد سمی از قبیل
لیتیوم، کادمیوم و سرب به‌کار برده نمی‌شود، استفاده شوند.
یو- مینگ لین، یک متخصص فناوری در مرکز تحقیقاتی واتسون IBM، می‌گوید که
این چگالی بالای انرژی شرح‌ داده‌شده بسیار هیجان‌آور است و ممکن است که در
فناوری ذخیره‌ی انرژی انقلابی ایجاد کند.
این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Nature Materials منتشر کرده‌اند.