Gli scienziati hanno creato nanogeneratori di legno di spugna
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Nel loro nuovo lavoro scientifico, gli ingegneri svizzeri hanno dimostrato un metodo rispettoso dell'ambiente per realizzare nanogeneratori da spugnosi legno che può essere utilizzato per creare un pavimento in legno che può generare elettricità letteralmente a tutti passo.
Come funzionano i nanogeneratori di legno di spugna
Il materiale creato dagli scienziati funziona con il cosiddetto effetto piezoelettrico, la cui essenza sta nel fatto che quando il materiale viene compresso (in come risultato dell'azione meccanica), si formano aree con cariche positive e negative, creando una tensione a connessione.
Nel loro nuovo lavoro scientifico, gli ingegneri dell'ETH di Zurigo e dell'EMPA hanno deciso di studiare l'effetto piezoelettrico di un materiale come il legno. Normalmente, questo materiale non è abbastanza flessibile da generare abbastanza elettricità. Pertanto, gli scienziati hanno trovato un modo per modernizzare l'albero per aumentare il rinculo.
Hanno deciso di sottoporre il legno a un processo chiamato delignificazione. Il punto è che le lignine sono polimeri naturali che svolgono il ruolo di strutture di supporto nelle cellule vegetali, in particolare gli alberi. È questo polimero naturale che rende l'albero stesso e la sua corteccia così resistenti e durevoli.
Il processo di rimozione di alcune lignine ha reso il legno più spugnoso. Pertanto, potrebbe essere facilmente compresso e quindi riportato al suo stato originale dopo che la pressione sull'albero spugnoso è stata rilasciata.
Due esperimenti in uno
Gli scienziati hanno deciso di testare inizialmente due opzioni per l'estrazione della lignina. Nel primo caso, hanno deciso di immergere l'albero in un bagno con perossido di idrogeno e acido acetico. E nel secondo caso, hanno deciso di utilizzare il fungo Ganoderma applanatum, che decompone la lignina dal legno.
Pertanto, sono state ottenute due forme di legno spugnoso, che gli scienziati hanno testato come generatore piezoelettrico.
Il primo in linea è stato il legno ottenuto utilizzando un bagno acido. Quindi il cubo studiato con lati di 1,5 cm è stato in grado di generare circa 0,63 Volt. Allo stesso tempo, il generatore è rimasto completamente stabile per oltre 600 cicli.
Quindi gli ingegneri hanno preso 30 blocchi simili e li hanno sottoposti a compressione con un peso simile al peso di un adulto. L'energia generata in questo modo è stata sufficiente per illuminare il display LCD.
Poi è arrivato il turno di testare l'albero trattato con il fungo. Quindi tale legno si è dimostrato un generatore ancora meglio. Un cubo simile ha prodotto una tensione massima di 0,87 volt. Inoltre, l'uso del fungo è molto più ecologico ed economico.
Quindi gli ingegneri suggeriscono che il generatore di spugne di legno può trovare applicazione come materiale per pavimenti ad alta intensità energetica e come sensori indossabili. Gli scienziati hanno condiviso i risultati del lavoro svolto sulle pagine delle riviste ACS Nano e Science Advances.
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