Login
Main menu

Fleksibilna elektronika: Fleksibilni karbonski nanocijevni strujni krugovi pouzdaniji i štedljiviji

Inženjeri bi voljeli stvoriti fleksibilne elektroničke uređaje poput e-čitača koje bi mogli zamotati pa da stanu u džep. Jedan od pristupa je projektiranje sklopova koji se temelje na elektroničkim vlaknima, poznatijim kao ugljikove nanocjevčice (CNTs – carbon nanotubes), umjesto krutih silicijskih čipova.

fleksibilna-elektronikaVećina silicijskih čipova radi na tipu sklopova koji im omogućuje da besprijekorno funkcioniraju, čak i kad uređaj ima probleme sa napajanjem. Sa CNT sklopovima je međutim mnogo veći izazov postići istu pouzdanost, a koja je vrlo bitna.

Tim inženjera na Stanfordu razvio je proces za stvaranje fleksibilnih čipova koji mogu izdržati oscilacije napajanja na skoro isti način kao i silicijski strujni krugovi.

"Ovo je prvi put da je netko dizajnirao fleksibilne CNT krugove koji imaju i visoku otpornost na električni šum i nisku potrošnju energije", rekla je Zhenan Bao, profesorica kemijskog inženjerstva na Stanfordu.

Grupa je objavila svoj izum u časopisu "Proceedings of the National Academy of Sciences - PNAS". Huiliang (Evan) Wang, apsolvent u Bao-inom laboratoriju i Peng Wei doktor znanosti, nekadašnji suradnik u Bao-inom laboratoriju, glavni su autori izdanja. U Bao-in su tim također uključeni i Yi Cui, izvanredni profesor znanosti o materijalima sa Stanforda, te apsolvent Hye Ryoung Lee.
U principu CNT bi trebao biti idealan za stvaranje fleksibilnih elektroničkih sklopova. Ova ultra tanka karbonska vlakna imaju dovoljnu čvrstoču i otpornost na habanje i savijanje, te električnu vodljivost za obavljanje bilo kojeg elektroničkog zadatka.

Pametna mreža za flotu električnih vozila

Biti u mogućnosti napuniti i do 30 električnih automobila odjednom zahtijeva promišljeno upravljanje energijom. Istraživači su objedinili više vrsta obnovljivih izvora energije u dizajnu pametne mreže za najveću njemačku stanicu za punjenje električnih vozila.
charge-spots-fraunhoferMreža stanica za punjenje električnih vozila postaje sve jače umrežena. U Njemačkoj je omjer električnih automobila u odnosu na stanice za punjenje trenutno dva naprema jedan, pa vodeće tvrtke guraju naprijed proširenje mogućnosti punjenja, osobito u gradovima i prigradskim područjima. Preko dvije tisuće stanica za punjenje je već instalirano diljem zemlje, a najveća infrastruktura za punjenje instalirana  je na "Fraunhofer Institute Center Stuttgart IZS" - gdje se i do 30 električnih vozila (EVS) može napuniti u isto vrijeme na "AC charge spots" (priključna mijesta za punjenje-punjači rade na izmjeničnom izvoru struje) u parkirnoj garaži Fraunhoferovog sveučilišnog kompleksa. U istoj garaži instaliran je i jedan DC punjač (radi na istosmjernom izvoru struje) za brzo punjenje koji ima kapacitet punjenja do 50 kilovata, a može u potpunosti napuniti bateriju automobila za samo 20 minuta.

Slika: Do 30 električna vozila može se istovremeno puniti u Fraunhofer IAO u garaži.
© Victor S. Brigola / Fraunhofer IAO

Znanstvenici rade na najtanjoj mogućoj LED diodi da bude jača i energetski još više učinkovitija

Većina moderne elektronike od LCD televizora, monitora, pametnih telefona te malih elektroničkih napravica sa sitnim ekranima koristite sićušne svjetlosne diode ili LED diode (light emitting diode). LED diode su poluvodiči a njihova je bazna karakteristika da isijavaju svjetlost pri prolasku elektrona kroz njih. Kako moderni uređaji bivaju sve manji i brži, sve je veća potreba i da takvi poluvodiči budu jači, tanji, snažniji i što više energetski učinkovitiji.
Znanstvenici sa sveučilišta u Washingtonu napravili su najtanju poznatu LED diodu koja se može koristiti kao izvor svjetlosne energije u elektronici. LED-ica se temelji na dvodimenzionalnom fleksibilnom poluvodiču, koji omogućuje njihovu primjenu u još manjim i raznovrsnijim napravama nego sadašnja tehnologija to omogućuje.
two-dimensional-led
"U stanju smo napraviti najtanju moguću LED diodu, debljine samo tri atoma a k tome i mehanički jaku. Takve tanke i posložene LED diode su ključne za buduće prijenosne elektroničkih uređaje", rekao je Xu Xiaodong, docent na univerzitetu Washington o znanosti i tehnici materijala i fizici.

Xu i Jason Ross - student znanosti o materijalima na univerzitetu Washington, koautori su članka o ovoj tehnologiji koji je objavljen na internetu 9. ožujka u Nature Nanotechnology portalu.

Optički 'nanorezonator' koji pojačava apsorpciju svijetla u poluvodičima, poboljšat će svojstva solarnih ćelija, kamera i drugih el. uređaja

Znanstvenici razvijaju optički 'nanocavity-nanorezonator' koji povećava količinu svjetlosti koju ultratanki poluvodiči apsorbiraju. Napredak može dovesti do moćnijih fotonaponskih ćelija, bržih video kamera, a moglo bi biti korisno i za cijepanje vode korištenjem energije iz svjetlosti, što bi moglo pomoći u razvoju vodika kao goriva.

140226110902-large

Snop svjetlosti u interakciji s optičkim nanokavitetom. Nanokavitet povećava apsorpciju svjetlosti u ultratankom poluvodiču.

Slika: Credit: Advanced Materials

 

 

Jednostavno rečeno, optički rezonator je raspored ogledala koji omogućuje zrakama svjetlosti putovati u zatvorenim stazama. Optički rezonatori nam omogućuju izgraditi naprave poput lasera i optičkih vlakana koja se koriste u modernim komunikacijskim sistemima.

Sada međunarodni istraživački tim dodatno gura koncept razvijanjem optičkog "nanokaviteta" koji povećava količinu svjetlosti koju ultratanki poluvodiči apsorbiraju. Napredak može dovesti do između ostalog još snažnijih fotonaponskih ćelija i bržih videokamera, također može biti koristan i za cijepanje vode korištenjem energije iz svjetlosti , što bi moglo pomoći u razvoju vodika kao goriva.
Tim sastavljen od studenata sa sveučilišta u Buffalu i dva kineska sveučilišta predstavio je svoje izume 24. veljače u časopisu Advanced Materials.

Vjetroelektrane na morima mogle bi ukrotiti snažne uragane prije nego stignu do kopna

Računalne simulacije profesora Mark-a Z. Jacobson-a su pokazale da bi off-shore vjetroelektrane s tisućama vjetroturbina mogle iscrpiti moć triju nedavnih uragana, značajno im smanjiti snagu vjetrova i prateće olujne valove, a tako i sprečiti milijarde dolara štete.

hurricane news

Bjorn Carey
Računalna simulacija Marka Jacobson-na sa Stanforda ukazuju na off-shore vjetroelektrane koje bi mogle značajno smanjiti brzinu vjetra i olujni val jačih uragana. ( Foto : ssuaphotos / Shutterstock )