PVDF与碳纳米管和巴基球的结合可以改善其发电性能

沃尔特·沃特(沃尔特·沃特)在达拉斯(UT达拉斯)以及同事的德克萨斯大学博士,并在PVDF材料中成功地成功地成了碳纳米管和“Buckyball”集群,以改善其发电性能。这将是一种PVDF塑料在第249届全国会议和博览会上报道美国化学学会

碳纳米管(上面所示)和“粉碎球”簇(暗点)掺入新材料中以促进其发电性质。信用:voit实验室

用于管道和过滤器的塑料有一个奇怪的特性。在拉伸或压缩过程中可以产生电。到目前为止,这种能力只在很小的范围内被使用,然而,研究人员正在扭曲塑料纤维,以产生更多的电力,从人工肌肉到绿色能源的广泛应用范围。

“在过去几年中,我们一直在做大量的工作,这些材料称为PVDF - 聚偏二氟乙烯德克萨斯大学达拉斯分校(UT Dallas)的Walter Voit博士解释道。“如果我们在精确的条件下生产它,我们可以把它做成压电的,也就是说如果我拉伸它,它就能发电。或者我可以把电放到材料的表面,让它改变形状。

PVDF和类似的材料,已经以触摸板中欧洲杯足球竞彩的电子和压力传感器中的倾斜传感器的形式部署在现代技术中。然而,据信,如果发现它们具有显着的压电性能,它们的潜力可能超过这些简单的应用。

Voit和弗吉尼亚理工学院和州立大学的Shashank Priya博士已经在这一目标上取得了新的进展。作为能源收集材料和系统中心的一部分,他们主导了以聚合物为基础的“软”能源收集材料的开发工作。能源收集材料和系统中心是美国国家科学基金会(NSF)的一个项目,欧洲杯足球竞彩旨在开发运动控制和能源收集技术。欧洲杯线上买球

沃特实验室,Cary Baur的博士生发现了一种方法可以将称为Buckyballs和单壁碳纳米管的有机纳米结构部署到PVDF纤维中,以便增加其压电性能。击球是小碳原子球。它们及其圆柱形对应物具有有趣的特性,科学家正在以各种方式使用。

观察到,在载体的材料中,碳纳米结构均匀,提高电场强度。欧洲杯足球竞彩根据voit的说法,这导致PVDF-碳杂交物成为最受欢迎的压电复合材料,直到科学文件中的日期。

为了将这种类似的纱线配置转变为人工肌肉,或能够响应电子电流的能够放松或收缩的材料,voit必须使它们更强大。欧洲杯足球竞彩这种做法是由UT Dallas同事实现的。

Ray Baughman博士将一束大约十缕人的头发宽度的尼龙纤维缠绕成一个类似于传统电话线的又长又紧的线圈,不过程度要小得多。该结构在受热时能收缩近50%,并能举起16磅。

其效果类似于扭转橡皮筋,“沃特说。“如果你在它盘绕的时候拉它,你会得到比它是直的时候多得多的拉力。

Voit正试图为他的pvdf碳纤维开发类似的影响,与尼龙相比,这种纤维改善了压电性能,并在电流下收缩。“我们得把它卷起来,”他说。“在那种复杂的形状之后,我们必须具有正确的压电性能。这是我们认为我们可以撤下的真正秘密酱。最终,它可以用来建立可以使假肢更加生命的综合肌肉”。

Voit材料的另一个潜在应用是能源收集,这吸引了商业兴趣。欧洲杯足球竞彩波音公司为他的部分研究提供了资金,该公司正在寻找一种解决方案,将有助于从乘客的简单活动(如坐、站和调整座位)中产生能量,并将其用于飞机的某些功能,如客舱顶灯。Voit指出,通过这种方式,一些电缆将被消除,增加了相当大的飞机重量和节省燃料。

现在我们发现了在更大的尺度上更加加工的方法,以实现更大的能量收集设备和实用的人工肌肉,“沃特说。

除了波音的资助,Voit还获得了国防高级研究计划局、德克萨斯大学达拉斯分校、美国国家科学基金会和德克萨斯仪器公司的资助。

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