ინჟინრებმა რაღაც საოცრება წარმოადგინეს. თითქმის ნებისმიერი მასალით არის შესაძლებელი ისეთი მოწყობილობის შექმნა, რომელიც გაუჩერებლად მოიპოვებს ენერგიას ნოტიო ჰაერისგან.
ტექნოლოგია პრაქტიკაში გამოყენებისთვის ჯერ მზად არ არის, მაგრამ შემქმნელთა განცხადებით, შეუძლია იმ შეზღუდვათა გადალახვა, რომლებსაც ენერგიის ზოგიერთი მომპოვებელი მოწყობილობა აწყდება. საჭიროა მხოლოდ 100 ნანომეტრზე ნაკლები დიამეტრის მქონე ნანოფორებით ამოვსება. ეს ადამიანის თმის სიგანის დაახლოებით მეათასედს უდრის და სათქმელად უფრო ადვილია, ვიდრე გასაკეთებლად, თუმცა, მოსალოდნელზე მარტივი ნამდვილად აღმოჩნდა.
ამჰერსტის მასაჩუსეტსის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფის განცხადებით, ასეთ მასალას შეუძლია ნოტიო ჰაერში არსებული წყლის წვეთების მიერ გამომუშავებული ელექტროენერგიის მოპოვება.
აღმოჩენას მათ „ზოგადი Air-gen ეფექტი“ უწოდეს.
„ჰაერი უზარმაზარი ოდენობით ელექტროენერგიას შეიცავს. წარმოიდგინეთ ღრუბელი, რომელიც სხვა არაფერია, წყლის წვეთების მასის გარდა. თითოეული ეს ციცქნა წვეთი შეიცავს მუხტს და როცა შესაფერისი გარემო პირობებია, ღრუბელი ელვას წარმოქმნის. თუმცა, არ ვიცით, რამდენად საიმედოა ელვისგან ელექტროენერგიის მოპოვება“, — ამბობს ამჰერსტის მასაჩუსეტსის უნივერსიტეტის ინჟინერი ჯუნ იაო.
მათ უბრალოდ შექმნეს ხელოვნური, პატარა ღრუბელი, რომელიც ელექტროენერგიას პროგნოზირებულად და გაუჩერებლად გამოიმუშავებს, ისე, რომ შესაძლებელია მისი მოპოვება.
თუ ეს ამბავი გეცნოთ, ალბათ იმიტომ, რომ ამავე ჯგუფმა რამდენიმე წლის წინ შექმნა ჰაერიდან ენერგიის სხვა მომპოვებელი მოწყობილობა. თუმცა, ის დამოკიდებული იყო ცილების ნანოსადენებზე, რომლებსაც ბაქტერია, სახელად Geobacter sulfurreducens-ი წარმოქმნიდა.
აღმოჩნდა, რომ ბაქტერია საჭირო არ არის.
„Geobacter-თან დაკავშირებული აღმოჩენის შემდეგ მივხვდით, რომ ჰაერიდან ელექტროენერგიის გამომუშავების შესაძლებლობა, რასაც მაშინ Air-gen ეფექტს ვუწოდებდით, ზოგადია: ფაქტობრივად ნებისმიერ მასალას შეუძლია ჰაერიდან ელექტროენერგიის მოპოვება, თუ მას გარკვეული თვისება აქვს“, — განმარტავს იაო.
ეს თვისება გახლავთ ნანოფორები და მათი ზომა განპირობებულია ტენიან ჰაერში წყლის მოლეკულების თავისუფალი საშუალო გზით. ეს არის ის მანძილი, რომელსაც წყლის მოლეკულა ჰაერში გადის, ვიდრე წყლის სხვა მოლეკულას შეეჯახება.
ზოგადი Air-gen მოწყობილობა დამზადებულია რომელიმე მასალის თხელი ფორმისგან; მასალა შეიძლება იყოს, მაგალითად, ცელულოზა, აბრეშუმის ცილა ან გრაფენის ოქსიდი. ჰაერში არსებული წყლის მოლეკულები ადვილად შედიან ნანოფორებში და ფენის ზედა ნაწილიდან ფსკერისკენ მიდიან, მაგრამ ამასობაში, ფორების გვერდებისკენ მიემართებიან.
ამ დროს, მუხტი მასალას გადაეცემა, გროვდება და რადგან ფენის ზემოდან ქვემოთ უფრო მეტი წყლის მოლეკულა მიიწევს, მის ორ მხარეს შორის ჩნდება მუხტის დისბალანსი.
ასე წარმოიქმნება იმის მსგავსი ეფექტი, რასაც ელვის წარმომქმნელ ღრუბლებში ვხედავთ: ზემოთ ამავალი ჰაერი უფრო მეტ შეჯახებებში ხვდება ღრუბლის ზედა ნაწილში არსებულ წყლის წვეთებთან, რაც ჭარბ დადებით ენერგიას წარმოქმნის ზედა ღრუბლებში, ქვედებში კი ჭარბ უარყოფით ენერგიას.
ამ შემთხვევაში, შესაძლებელია, რომ მუხტი პოტენციურად გადამისამართდეს, რათა ენერგიით უზრუნველყოს პატარა მოწყობილობები ან შეინახოს გარკვეული სახის ბატარეაში.
ამ მომენტისთვის, ცდები ჯერ ძალიან ადრეულ ეტაპზეა. ჯგუფის მიერ დატესტილ ცელულოზის ფენას მიმდებარე გარემოში ჰქონდა 260 მილივოლტი სპონტანურად გამომავალი ძაბვა; მობილურ ტელეფონს დაახლოებით 5 ვოლტი გამომავალი ძაბვა ესაჭიროება. თუმცა, Air-gen მოწყობილობებში შეიძლება ფენის სისქე შეიცვალოს და უფრო პრაქტიკული გამოყენების გახდეს.
ამავე დროს, ის ფაქტი, რომ მისი დამზადება სხვადასხვა მასალისგან არის შესაძლებელი, მკვლევართა განცხადებით, ნიშნავს იმას, რომ მოწყობილობები შეიძლება მოერგოს ისეთ გარემოს, სადაც მათი გამოყენება მოხდება.
„იდეა მარტივია, მაგრამ რატომღაც, აქამდე აღმოჩენილი არ იყო. ბევრი შესაძლებლობის კარს გვიხსნის. შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ ელექტროენერგიის მომპოვებელ მოწყობილობათა ერთი სახე, რომელიც ნესტიანი ადგილებისათვის ხელსაყრელი მასალით არის დამზადებული, მეორე სახე კი მშრალი რეგიონებისთვის“, — ამბობს იაო.
შემდეგი ნაბიჯი მოწყობილობების სხვადასხვა გარემოში დატესტვა და მასშტაბის გაზრდა იქნება. მკვლევრები იმედიანად არიან განწყობილი.
კვლევა Advanced Materials-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია eurekalert.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
