მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის (MIT) მეცნიერებმა, ნახშირბადის პატარა ნაწილაკების გამოყენებით, ელექტროენერგიის გამომუშავების ახალი გზა აღმოაჩინეს.
მკვლევრების თქმით, თხევადი, ორგანული გამხსნელი, ელექტრონებს ნაწილაკებისგან იღებს და წარმოქმნის დინებას, რომელიც, შესაძლოა, ქიმიური რეაქციების წარმართვისთვის ან მიკრო თუ ნანომასშტაბიანი რობოტების ასათვისებლად იქნას გამოყენებული.
“ეს მექანიზმი და ენერგიის გამომუშავების გზა სრულიად ახალია. ახალი ტექნოლოგია დამაინტრიგებელია, რადგან ნაწილაკების ფენაში მხოლოდ გამხსნელის გატარებაა საჭირო. ეს საშუალებას გაძლევთ, ელექტროქიმია ყოველგვარი ელექტროგაყვანილობის გარეშე გააკეთოთ” – ამბობს მაიკლ სტრანო, MIT-ის ქიმიური ინჟინერიის პროფესორი და ნაშრომის წამყვანი ავტორი.
როგორც კვლევა აჩვენებს, მიღებული ელექტროენერგიის გამოყენება ალკოჰოლის დაჟანგვის სახელით ცნობილი რეაქციის დასაწყებად შეიძლება. ეს ორგანული ქიმიური რეაქცია, რომელიც მნიშვნელოვანია ქიმიური მრეწველობაში.
უნიკალური თვისებები
კვლევას საფუძვლად ედო სტრანოს ნახშირბადის ნანოსადენებთან დაკავშირებული აღმოჩენა – ნახშირბადის ატომების ქსელისგან დამზადებული ღრუ მილები, რომლებსაც უნიკალური ელექტრული თვისებები აქვს. მაიკლმა ჯერ კიდევ 2010 წელს აჩვენა სამეცნიერო საზოგადოებას, რომ ნახშირბადის ნანო მილებს “თერმული ენერგიის ტალღების” შექმნის უნარი გააჩნია.
დროთა განმავლობაში კი მეცნიერმა, თავის სტუდენტებთან ერთად, დაადგინა, რომ როდესაც ნანომეტრის ნაწილი დაფარულია ტეფლონის მსგავსი პოლიმერით, ის ქმნის ასიმეტრიას და შედეგად ელექტროენერგია წარმოიქმნება.
ამ განსაკუთრებული შესაძლებლობის გამოსაყენებლად, მეცნიერებმა, ნახშირბადის ნანო მილებს დაფქვით და ქაღალდის მსგავსი მასალის ფურცლად ფორმირების გზით, ელექტროენერგიის წარმომქმნელი ნაწილაკები შექმნეს. თითოეული ფურცლის ერთი მხარე ტეფლონის მსგავსი პოლიმერით იყო დაფარული. შემდეგ მკვლევრებმა სხვადასხვა ფორმისა და ზომის ნაწილაკები ამოჭრეს.
როდესაც ეს ნაწილაკები ორგანულ გამხსნელში იძირება, როგორიცაა აცეტონიტრილი, გამხსნელი ეკიდება ნაწილაკების ზედაპირს და მათგან ელექტრონების გაყვანას იწყებს. “გამხსნელი ელეტქრონებს ართმევს და სისტემა ელექტრონების გადაადგილებით ცდილობს გაწონასწორებას. ეს მხოლოდ ნაწილაკია, რომელიც ელექტრული ველის გამომუშავებას იწყებს” – აცხადებენ მკვლევრები.
ნაწილაკების სიმძლავრე
ნაწილაკების ამჟამინდელ ვერსიას შეუძლია, თითო ნაწილაკზე დაახლოებით 0,7 ვოლტი ელექტროენერგია შექმნას. ამასთან, შესაძლებელია ასობით ნაწილაკის მასივის პატარა სინჯარაში ფორმირება, რაც მათ უფრო კომპაქტურს ხდის. “ნაწილაკები ძალიან მცირეა და არ საჭიროებს გარე მავთულხლართებს ელექტროქიმიური რეაქციის ჩასატარებლად”.
სამომავლოდ მაიკლ სტრანო იმედოვნებს, რომ ამ სახის ენერგიის წარმოებას პოლიმერების შესაქმნელად გამოიყენებს. ამასთან დაკავშირებით, მან უკვე შექმნა პოლიმერები, რომლებსაც ნახშირორჟანგის (როგორც სამშენებლო მასალის) გამოყენებით, საკუთარი თავის რეგენერაცია შეუძლია.
აღსანიშნავია, რომ სტრანოს ლაბორატორია ამ მასშტაბის რობოტების შექმნაზეც მუშაობს – ალბათ, ერთ მშვენიერ დღეს მათ დიაგნოსტიკური ან გარემოს სენსორების სახით გამოიყენებენ.
