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Origami hilft bei der Stromerzeugung

28.04.2017

Zhong Lin Wang, Chenguo Hu vom Pekinger Institut für Nanoenergie und Nanosysteme der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben als Teil eines US-chinesischen Wissenschaftlerteams ein leichtes Papiergerät entwickelt, das von der chinesischen und japanischen Kunst des Papierschneidens inspiriert ist sammeln und speichern Energie aus Körperbewegungen. Wissenschaftler beschrieben ihre Erfindung in einem Artikel, der in der Zeitschrift ACS Nano veröffentlicht wurde.

Trotz vieler Fortschritte im Bereich tragbarer elektronischer Geräte bleibt eines gleich: Früher oder später müssen Sie sie zum Aufladen an eine Steckdose anschließen. Geräte wie Uhren, Herzmonitore und Hörgeräte hingegen benötigen oft nur wenig Strom. Typischerweise beziehen sie diese Energie aus herkömmlichen Akkus.

Aber die Wissenschaftler beschlossen zu sehen, ob sie unseren kleinen Energiebedarf von der Steckdose trennen und Energie aus den Bewegungen des Körpers des Benutzers gewinnen könnten. Wang und andere haben in den letzten Jahren an diesem Ansatz gearbeitet und triboelektrische Nanogeneratoren (TENGs) gebaut, die die mechanische Energie um uns herum nutzen können – wie unser Gehen – und sie dann verwenden, um tragbare Elektronik mit Strom zu versorgen. Das Problem ist, dass die meisten TENG-Geräte mehrere Stunden brauchen, um ein kleines Gerät wie einen Sensor aufzuladen, und aus Acryl bestehen, das ziemlich schwer ist.

Also griffen die Forscher auf ein ultraleichtes rautenförmiges Papier zurück, das einige Zentimeter lang geschnitten und mit verschiedenen Materialien beschichtet wurde, um daraus einen Antriebsstrang zu machen. Die vier Außenseiten aus gold- und graphitbeschichtetem Schleifpapier enthielten ein Superkondensatorelement zur Energiespeicherung. Die Innenflächen aus Papier, die mit Gold und fluoriertem Ethylen-Propylen-Film bedeckt waren, enthielten den TENG-Harvester. Es genügt, ihn nur wenige Minuten zu drücken, damit das Gerät auf 1 Volt aufgeladen wird, was ausreicht, um die Fernbedienung, den Temperatursensor oder die Uhr mit Strom zu versorgen.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Mottenaugen helfen der Radiologie 18.07.2012

Die Augen der Motte inspirierten Wissenschaftler der City University (New York) zur Entwicklung eines Nanomaterials, das schädliche Strahlung reduziert und gleichzeitig die Auflösung von Röntgenstrahlen erhöht.

Die Augen der Motte, die wahrscheinlich jeder sieht, der zumindest eine Art Kleidung trägt, bestehen aus Tausenden von Ommatidien - Strukturen, die aus einer primitiven Hornhaut und Linse bestehen. Gleichzeitig reflektieren die Augen der Motte sehr wenig Licht, was Insekten hilft, sich vor Raubtieren zu verstecken. Durch die Untersuchung der "entspiegelten" Augen von Motten haben Wissenschaftler eine neue Klasse von Materialien entwickelt, die die Effizienz von Röntgengeräten und ähnlichen medizinischen Geräten steigern.

Die Forscher konzentrierten sich auf Szintillationsmaterialien, die, wenn sie Röntgenphotonen ausgesetzt werden, Energie absorbieren und als Licht wieder abgeben. So werden Röntgenbilder gemacht. Wissenschaftler haben einen 500-nm-Ceriumfilm hergestellt, der mit Lutetiumoxyorthosilikat dotiert ist. Auf dem Film ist eine Anordnung von pyramidenförmigen Vorsprüngen aus Siliziumnitrid ausgebildet. Wie die Beulen auf der Hornhaut eines Mottenauges fangen die Vorsprünge auf dem künstlichen Film die maximale Lichtmenge ein. Auf einem Film mit einer Größe von 100 x 100 Mikrometern werden 10-20 Vorsprünge platziert.

In Laborexperimenten erhöhte das Hinzufügen eines dünnen Films zum Szintillator eines herkömmlichen Mammographie-Röntgengeräts die Intensität des emittierten Lichts um bis zu 175 %. Das bedeutet, dass bei gleicher Strahlendosis die Auflösung des Bildes deutlich gesteigert oder bei vergleichbarer Bildqualität mit herkömmlichen Röntgengeräten die Strahlendosis reduziert werden kann. Nach Angaben der Entwickler wird es 3-5 Jahre dauern, um eine neue Röntgenuntersuchungstechnologie für den klinischen Einsatz zu testen und vorzubereiten.

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