فیلمهای پلیمری میتوانند به عنوان عضلههای مصنوعی و ادوات نانو و میکرو الکترونیک مورد استفاده قرار گیرند. اخیرا محققان موسسه فناوری ماساچوست فیلم پلیمری جدید ساختهاند که میتواند با استفاده منبع بخار آب انرژی الکتریسیته تولید کند. این ماده میتواند بعد از جذب مقدار کمی بخار آب تغییر شکل دهد. با این عمل عضله میتواند منقبض و منبسط شود. با این کار و تداوم حرکت میتوان سیستم رباتیکی ساخت که قادر به تولید الکتریسیته میباشد از این روش میتوان در تولید انرژی برای ادوات میکرو و نانوالکترونیک نظیر حسگرهای محیطی استفاده کرد.
![](https://news.nano.ir/wp-content/uploads/nanonews-20230619-100948.jpg)
ساخت نانوژنراتور با استفاده فیلمهای پلیمری
فیلمهای پلیمری میتوانند بهعنوان عضلههای مصنوعی و ادوات نانو و میکرو الکترونیک مورد استفاده قرار گیرند. اخیرا محققان موسسه فناوری ماساچوست فیلم پلیمری جدید ساختهاند که میتواند با استفاده منبع بخار آب انرژی الکتریسیته تولید کند. این ماده میتواند بعد از جذب مقدار کمی بخار آب تغییر شکل دهد. با این عمل عضله میتواند منقبض و منبسط شود. با این کار و تداوم حرکت میتوان سیستم رباتیکی ساخت که قادر به تولید الکتریسیته است از این روش میتوان در تولید انرژی برای ادوات میکرو و نانوالکترونیک نظیر حسگرهای محیطی استفاده کرد.
مینگمینگ ما پژوهشگر پسادکتری MIT میگوید اگر شما از سیستم حسگری استفاده کنید که با باتری کار میکند مجبور هستید که بهصورت دورهای باتری آن را عوض کنید. مینگمینگ ما و دیوید کوچ از محققان موسسه تحقیقات سرطان وابسته به MIT هستند که نتایج یافتههای خود در شماره یازده ژانویه نشریه Science به چاپ رساندند.
روبرت لانگر از دیگر محققان این پروژه میگوید ما از کشف این ماده جدید بسیار شگفتزده شدیم. ما پیش از این در جستجوی مادهای بودیم که با کارایی بالا فرآیند تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی را انجام دهد اما این ماده از آنچه که ما انتظار داشتیم بهتر عمل کرد.
این فیلم جدید از برهمکنش میان دو شبکه مختلف پلیمری ایجاد شده است یکی از این پلیمرها پلیپیرول است که دارای ساختار مستحکم اما انعطافپذیر میباشد. پلیمر دیگر پلیول بورات است که یک ژل نرم بوده که در اثر جذب آب متورم میشود.
این فیلم جدید از برهمکنش میان دو شبکه مختلف پلیمری ایجاد شده است یکی از این پلیمرها پلیپیرول است که دارای ساختار مستحکم اما انعطافپذیر میباشد. پلیمر دیگر پلیول بورات است که یک ژل نرم بوده که در اثر جذب آب متورم میشود.
تلاشهایی که پیش از این برای ساخت فیلمهایی با قابلیت پاسخ دهی آب انجام شده بود تنها از پلیپیرول در آنها استفاده شده بود این فیلمها دارای پاسخدهی بسیار ضعیفی است. اما با افزودن نوع دیگری از پلیمر، توانایی پاسخدهی افزایش مییابد. این فیلم از تفاوت انرژی میان بخش خشک و تر استفاده میکند. لایهای به ضخامت ۲۰ نانومتر در صورت قرار گرفتن در معرض بخار آب، لایه بالایی آب جذب کرده و موجب خم شدن فیلم میشود.
در صورتی که همین لایه در مجاورت هوا قرار گیرد به سرعت آب خود را از دست داده و به حالت اولیه خود باز میگردد. در صورتی که این فرآیند به سرعت و مستمر انجام شود، بهراحتی میتوان انرژی شیمیایی موجود در آب را به انرژی مکانیکی تبدیل کرد. این نیروی مکانیکی در مرحله دیگری تبدیل به انرژی الکتریکی میشود.