Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) разработали устройство, вырабатывающее электричество с использованием совершенно нового механизма. Устройство похоже на вывернутую наизнанку батарейку, электролитом для которой служит окружающая среда. Такие батареи смогут использоваться в электрохимических реакциях в промышленности и обещают стать источниками питания для наноботов.
Исследователи обнаружили, что при определённых условиях углеродные нанотрубки могут вырабатывать электричество. Для этого один конец трубки необходимо изолировать от воздействия окружающей среды, а другой оставить открытым. Если такую двухстороннюю нанотрубку поместить в среду со свойствами электролита, то электроны со свободного конца трубки начнут утекать в электролит, а для баланса заряда трубка начнёт подтягивать электроны с изолированного конца. В системе начнёт течь электрический ток, которым можно распорядиться.
Создать такие источники тока довольно просто. Исследователи взяли лист из нанотрубок и покрыли его с одной стороны тефлоноподобным материалом. Затем лист разрезали на части со сторонами 250 мкм. Одна такая двухсторонняя частичка, как показало исследование, может генерировать ток с напряжением 0,7 В. Если в электролит поместить много таких элементов, то возникают токи, достаточные как для электрохимических реакций, например, для окисления спиртов в химической промышленности, так и для питания крошечных роботов.
В зависимости от выбора материала для изоляции и химического состава среды двухсторонние нанотрубки можно настроить для производства широкого спектра продукции химической промышленности не используя при этом внешние источники электричества. Определённо, это будет дешевле. Для миниатюрной робототехники это тоже может стать находкой, позволяя устройствам извлекать энергию для работы не имея на борту встроенных батарей.
Добавим, статья об исследовании была опубликована в журнале Nature Communications. Она свободно доступна по ссылке.
