La récolte d’énergie devient organique, devient plus flexible

Journal de physique appliquée, des rapports utilisant une combinaison d’exposition aux ultraviolets et à l’ozone pour générer une différence de mouillabilité et un champ appliqué pour créer une polarisation alignée horizontalement de nanotubes sur des substrats flexibles avec des électrodes imbriquées. Les travaux permettront d’utiliser plus largement les matériaux organiques.Cette image montre des images de phase (df) de microscopie à force de piézoréponse optique (ac) et latérale (LPFM) des nanotubes peptidiques sur des substrats d’électrodes imbriquées: (a, d) sans alignement, ( b, e) alignés en utilisant à la fois le champ électrique et les UV / ozone, et (c, f) les PNT alignés avec l’oxyde de graphène (GO) en utilisant à la fois le champ électrique et les UV / ozone. Crédit: Sawsan Almohammed “width =” 800 “height =” 480 “/>
Un groupe de chercheurs a exploré les nanotubes à base de peptides et, dans le Journal de physique appliquée, des rapports utilisant une combinaison d’exposition aux ultraviolets et à l’ozone pour générer une différence de mouillabilité et un champ appliqué pour créer une polarisation alignée horizontalement de nanotubes sur des substrats flexibles avec des électrodes imbriquées. Les travaux permettront d’utiliser plus largement les matériaux organiques.Cette image montre des images de phase (df) de microscopie à force de piézoréponse optique (ac) et latérale (LPFM) des nanotubes peptidiques sur des substrats d’électrodes imbriquées: (a, d) sans alignement, ( b, e) alignés en utilisant à la fois le champ électrique et les UV / ozone, et (c, f) les PNT alignés avec l’oxyde de graphène (GO) en utilisant à la fois le champ électrique et les UV / ozone. Crédits: Sawsan Almohammed

Les nanogénérateurs capables de convertir l’énergie mécanique en électricité sont généralement fabriqués à partir d’oxydes métalliques et de pérovskites à base de plomb. Mais ces matériaux inorganiques ne sont pas biocompatibles, donc la course est lancée pour créer des matériaux piézoélectriques biocompatibles naturels pour la récolte d’énergie, la détection électronique et la stimulation des nerfs et des muscles.

Des chercheurs de l’University College Dublin et de l’Université du Texas à Dallas ont décidé d’explorer les peptides , car ils constitueraient une option attrayante pour une utilisation dans des appareils électroniques et pour des applications de récupération d’énergie.

dans le Journal de physique appliquée, le groupe rapporte l’utilisation d’une combinaison d’exposition aux ultraviolets et à l’ozone pour générer une différence de mouillabilité et un champ appliqué pour créer une polarisation alignée horizontalement de nanotubes sur des substrats flexibles avec des électrodes imbriquées.

«Les propriétés piézoélectriques des matériaux à base de peptides les rendent particulièrement attractifs pour la récupération d’énergie, car les presser ou les plier génère un », a déclaré Sawsan Almohammed, auteur principal et chercheur postdoctoral à l’University College Dublin.

Il existe également une demande accrue de matières organiques pour remplacer les matières inorganiques, qui ont tendance à être toxiques et difficiles à fabriquer.

«Les matériaux à base de peptides sont organiques, faciles à fabriquer et ont une forte stabilité chimique et physique», a-t-elle déclaré.

Dans l’approche du groupe, l’alignement physique des nanotubes est obtenu en modelant une différence de mouillabilité sur la surface d’un substrat flexible. Cela crée une force chimique qui pousse la solution de nanotubes peptidiques de la région hydrophobe, qui repousse l’eau, avec un angle de contact élevé avec la région hydrophile, qui attire l’eau, avec un angle de contact faible.

Non seulement les chercheurs ont amélioré l’alignement des tubes, ce qui est essentiel pour les applications de récupération d’énergie, mais ils ont également amélioré la conductivité des tubes en réalisant des structures composites avec .

“Il est bien connu que lorsque deux matériaux avec des fonctions de travail différentes entrent en contact l’un avec l’autre, une charge électrique s’écoule de la fonction de travail faible à la fonction de travail élevée”, a déclaré Almohammed. “La principale nouveauté de nos travaux est que le contrôle de l’alignement horizontal des nanotubes par champ électrique et par mouillabilité amélioré à la fois le courant et la tension de sortie, et une amélioration supplémentaire a été obtenue en incorporant de l’oxyde de graphène. “

Les travaux du groupe permettront l’utilisation de matières organiques, notamment à base de peptides, plus largement au sein des dispositifs électroniques, capteurs et récolter des applications, car deux limitations clés des nanotubes peptidiques – l’alignement et la conductivité – ont été améliorées.

«Nous explorons également comment les processus de transfert de charge issus des applications de flexion et de champ électrique peuvent améliorer la détection de molécules basée sur la spectroscopie Raman», a déclaré Almohammed. “Nous espérons que ces deux efforts pourront être combinés pour créer un biocapteur auto-alimenté avec une large gamme d’applications, y compris la surveillance biologique et environnementale, l’imagerie à contraste élevé et les diodes électroluminescentes à haut rendement.”


Un appareil capable de produire de l’électroluminescence des longueurs d’onde infrarouge aux ultraviolets


Plus d’information:
“Récupération d’énergie avec des substrats flexibles de nanotubes peptidiques et d’oxyde de graphène préparés avec un champ électrique et un auto-assemblage assisté par mouillabilité,” Journal de physique appliquée (2020). aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0017899

Citation: La récolte d’énergie devient organique, devient plus flexible (15 septembre 2020) récupéré le 15 septembre 2020 sur https://phys.org/news/2020-09-energy-harvesting-flexible.html

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