Etiket: linköping üniversitesi

Yayım tarihi

Bilim insanları kâğıtta elektrik depolamanın yolunu buldular

Giyilebilen teknolojinin hız kazandığı şu günlerde, bu hıza katkıda bulunabilecek yeni bir buluş haberi geldi: Bilim insanları kâğıtta elektrik depolamanın yolunu buldular!

İsveç Linköping Üniversitesi’nde “güç kâğıdı” adı verilen ve dikkate değer oranda elektrik depolayabilen ince kâğıt benzeri bir malzeme üretildi. Malzeme; nano-selüloz ve iletken polimer içeriyor. KTH Royal Teknoloji Enstitüsü, Innventia, Danimarka Teknik Üniversitesi ve Kentucky Üniversitesi’nin de katkılarıyla yapılan bu çalışma Advanced Science adlı bilimsel dergide yayınlandı.


Güç kâğıdı; 15 cm çapında, 0,5 mm’den daha ince, 1 Farad kadar elektrik depolama kapasitesine sahip bir süper kapasitör. Yani kapasitesi hâlihazırda piyasadaki kapasitörlere benziyor. Malzeme yüzlerce defa şarj edilebiliyor ve şarj olması sadece birkaç saniye sürüyor. EkiptenProf. Xavier Crispin, “Bir müddettir kapasitör vazifesi gören ince zarlar vardı. Üç boyutlu bir malzeme ürettik, daha kalın tabakalar üretebiliriz” diyor.

Malzeme siyah bir kâğıda benziyor, ancak dokunulduğunda daha çok plastiği andırıyor. Öte yandan bu ürün, dayanıklılık, katlanabilirlik gibi kâğıda benzer diğer özellikleri de taşıyor. Ekip malzemeyi yüksek basınçlı suyla selüloz lifleri parçalayarak elde ediyor. Sadece 20 nanometre çapa sahip bu lifler yüklü polimer içeren sulu solüsyona ilave ediliyor. Bu sayede liflerin etrafında ince bir polimer kaplama sağlanıyor.

Bilim insanlarç kaßçtta elektrik depolanmançn yolunu buldular (2)

İyon ve elektronlar açısından eş zamanlı iletkenlik rekoru kırdığı belirtilen yeni malzeme, küçük cihazların şarjlarında oldukça belirgin bir etki yaratabilecek. Pillerden farklı olarak, kapasitörler yüksek oranda metal ve genellikle toksik kimyasallar içerir. Güç kağıdı adı verilen yeni buluş ise çok daha basit malzemelerden; yenilenebilir selüloz ve elde edilmesi mümkün polimerden oluşuyor. Bu kâğıt hem hafif, hem tehlikeli kimyasallar ya da ağır metaller içermiyor, hem de su geçirmiyor.

Tıpkı normal kâğıt hamurunda olduğu gibi kâğıda dönüştürülürken dehidrasyon işlemiyle suyunun alınması gerekiyor. Aşılması gereken engelse; bu işlemin büyük çapta uygulanabilmesi ve endüstriyel üretimin sağlanabilmesi. Söz konusu engellerin aşılması durumunda, gelecekteki birçok şaşırtıcı üründe bu kâğıtların kullanıldığına şahit olabileceğiz.

Kaynak:

  • GaiaDergi
  • Phys,
  • Science Daily,
  • Science Alert
  • Abdellah Malti, Jesper Edberg, Hjalmar Granberg, Zia Ullah Khan, Jens W. Andreasen, Xianjie Liu, Dan Zhao, Hao Zhang, Yulong Yao, Joseph W. Brill, Isak Engquist, Mats Fahlman, Lars Wågberg, Xavier Crispin, Magnus Berggren. An Organic Mixed Ion-Electron Conductor for Power Electronics. Advanced Science, 2015; DOI:10.1002/advs.201500305
Yayım tarihi

Canlı Güllerin İçinde Çalışabilen Elektrik Devreleri Geliştirdi

Makinelerle hayvanları birleştirmek bilim-kurgularda sıkça karşılaştığımız bir temadır. Ancak bitkilerle makinelerin karışımına sıkça rastladığımız söylenemez. Science Advances’tayayınlanan ve İsveç’teki Linköping Üniversitesi’nin Organik Elektronikleri Laboratuvarı çalışanları tarafından yapılan araştırmaya göre koparılmış güllere elektronik sistem entegre edildi.

Bahsi geçen laboratuvar bu sistem üzerinde 20 yılı aşkın bir süredir çalışmaktaydı. 1990’larda ağaçlara elektronik devreler entegre etmeye çalışan araştırmacılar, finansman sorunları yüzünden bu çabalarını devam ettirememişlerdi. Ancak bu sefer araştırmalarını güller üzerinde gerçekleştirmeyi başarmış durumdalar.

Araştırmanın başında yer alan Magnus Berggren’in açıklamasına göre “Artık gerçekten bitkileri enerji üretiminde kullanabileceğiz. Bitkilerin içine yerleştirdiğimiz sensörler klorofilde üretilen enerjiyle çalışmakta. Her şey doğal işleyiş ile oluşmakta ve bu enerji üretiminde bitkilerin tamamen kendi gelişmiş sistemlerini kullanmaktayız.”

Peki bu sistem tam olarak nasıl çalışıyor? Bilim insanları, bitkilerin damar sistemleri tarafından emilebilecek PEDOT-S isimli özel bir polimer geliştirdi. Bu madde, bitki tarafından emildikten sonra bitkinin odun borusunda elektrik sinyallerini iletebilecek ancak aynı zamanda bitkinin besinlerini taşımasını engellemeyecek bir kablo ağı örüyor. Bitkiler de tıpkı insanlar gibi vücutlarında elektriği iletebilen elektrolitler ihtiva ediyorlar. Elektrolitleri ve örülen kabloları birbirine bağlamayı başaran bilim insanları, oluşturdukları devreyle transistör ve basit dijital mantık geçidi elde edebiliyorlar. Aynı polimeri ışıklandırarak, gülün yapraklarının değişik renklerde görünmesi de sağlanabiliyor.

Bu gelişme, gelecekteki bilgisayarınızı yaratma konusunda çok büyük faydalar sağlamayacak olsa da ekolog ve bitki biyologları açısından çok önemli bir gelişme. Bitkilerin içinde yaratılan elektrik devreleri sayesinde araştırmacılar, bitkiler hakkında daha önce hiçbir zaman ulaşamadıkları detaylı bilgiler elde etme şansına kavuşabilecekler; tıpkı kalp ve beyin aktivitelerini gözlemlemekte kullanılan sensörler gibi. Bu sayede de Dünya ekosistemindeki önemli parçalardan biri olan bitkiler hakkında çok daha fazla şey öğrenebileceğiz.

 Kaynak: Popsci
WordPress gururla sunar