Krystaly převádějí světlo na práci
Dnešní baterie využívají k přeměně na energii chemické reakce, ale američtí výzkumníci naznačili i možnost jiného řešení: úspěšně přeměnili světlo přímo na mechanickou práci.
Vědci z Ústavu chemického a biologického inženýrství Kalifornské univerzity v Boulderu, z University of California Riverside a Stanford University představili ve studii zveřejněné v Nature Materials nový odolný fotomechanický materiál, který dokáže přeměnit světelnou energii na mechanickou práci bez tepla nebo elektřiny. Tento průlom by mohl odstranit potřebu objemných baterií (a souvisejícího tepelného managementu) a nabízí inovativní možnosti pro energeticky účinné, bezdrátové a dálkově ovládané systémy.
V polymerním materiálu, který díky malým otvorům připomíná houbu, jsou pole drobných organických krystalů, které se při vystavení světlu začnou ohýbat a jsou schopné zvedat věci. Jak krystaly rostou v mikronových pórech polymeru, jejich produkce energie se při vystavení světlu výrazně zvyšuje a jejich orientace jim umožňuje provádět úkoly, jako je ohýbání nebo zvedání předmětů. Když materiál změní tvar s připojeným břemenem, funguje jako motor nebo akční člen a pohybuje předměty mnohem většími, než jsou samotné krystaly – např. proužek krystalů o hmotnosti 0,02 mg zvedne 20mg nylonovou kouli, tzn. objekt 10 000krát těžší!
Tyto fotomechanické materiály nabízejí alternativu k elektrickým pohonům s potenciálem bezdrátového ovládání nebo napájení robotů či vozidel. Jejich flexibilita a snadné tvarování je činí vysoce univerzálními pro širokou škálu aplikací. Zlepšení účinnosti přímé přeměny světla na práci nabízí také šanci vyhnout se složitým systémům řízení teploty a těžkým elektrickým komponentům.
V současné době může materiál přejít pouze ohýbáním a poté uvolněním z plochého do zakřiveného stavu, ale do budoucna je cílem týmu zlepšit kontrolu nad pohybem, zvýšit účinnost a maximalizovat množství vyrobené mechanické energie v porovnání se světelným příkonem.
Susan Glairon
Foto: CU Boulder
12
.gif)
