Възможно ли е извличането на полезна енергия от Брауновото движение?
Получаването на потребна сила от инцидентни флуктуации в системи в термично равновесие е отдавнашно предизвикателство.
Когато една система е в топлинно равновесие, частиците на системата са в непрекъснато придвижване заради своята топлинна сила. Тези частици се движат случайно, сблъскват се една с друга и обменят сила, само че нейното общо систематизиране остава устойчиво.
Предизвикателството да се оползотвори силата от това безпорядъчно придвижване се състои в това да се насочи тази присъща енергийна случайност към следен и приложим резултат, написа Interesting Engeneering, като прибавя:
„ Сега екип от учени, управителен от Пол Тибадо от Университета в Арканзас, е разкрил метод да употребява силата от топлинните флуктуации в графена. Екипът е постигнал това, като е свързал неповторима скица със свободно изравен графен - графитен лист с дебелина един атом “.
Говорейки за мотивацията на екипа да изследва тази тематика, Тибадо споделя в известие за пресата: " Мисля, че хората се опасяваха малко от тематиката поради Файнман. Така че всички просто споделиха: Няма да се допирам до това. Но въпросът просто продължаваше да изисква вниманието ни ".
Полезна работа и опълчване на Файнман
Пътят на проучването стартира с слагането под въпрос на съмнение, направено от физика Ричард Файнман през 60-те години на предишния век.
В лекциите си той твърди, че извличането на потребна работа от Брауновото придвижване е невероятно, изключително когато системите са с една и съща температура (топлинно равновесие). Въпреки това екипът, провел това проучване, в това число първият създател Пол Тибадо, открива нещо значимо, което е било пропуснато.
Настоящото им проучване се основава на десетгодишно изследване на екипа, когато Тибадо и съавторът му Прадип Кумар виждат нещо забавно за свободно стоящия графен - графеновият материал естествено образува пулсации по повърхността си.
Тези пулсации се държат като дребни талази, които се движат нагоре-надолу в отговор на измененията в околната температура.
Тибадо и екипът му проектират неповторима скица за добиване на сила от тези вълнички. Схемата се състои от съединяване, последвано от два диода, свързани в съпротива с нелинеен резистор. Диодът е електронен съставен елемент, който разрешава протичането на ток единствено в една посока.
Конструкцията на веригата е определена по този начин, че да се преодолее изискването, сложено от втория закон на термодинамиката, който гласи, че не може да се събере потребна сила, когато и веригата, и пулсациите са в топлинно равновесие, даже в случай че бъде употребен диод.
Използвайки неповторимата настройка с два диода, екипът открива, че може да забави процеса.
Тъй като веригата взаимодейства с частиците в брауново придвижване, тя краткотрайно нарушава равновесието, което разрешава протичането на ток сред диодите и зареждането на кондензаторите за предпазване. Целият този развой протича при съблюдаване на първия и втория закон на термодинамиката.
Графенов енергосъбирач
Ангажиментът на Тибадо за откриване на капацитета на свойствата на графена надвишава теоретичната сфера. Усилията му са ориентирани към основаването на практическо приложение, известно като Graphene Energy Harvester (GEH).
Тази технология има за цел да употребява неповторимата еластичност на графена, като му разрешава да улавя сила от околната среда и евентуално да революционизира устойчивите енергийни решения.
NTS Innovations, компания с фокус върху нанотехнологиите, има извънреден лиценз за създаване на тази технология с комерсиална цел. GEH, употребявайки неповторимите свойства на графена, дава обещание всеобщо произвеждане върху силициеви чипове.
Тези дребни GEH вериги могат да революционизират безжичните датчици и устройства, изключително в среди, където подмяната на батериите е неуместна или скъпа.
По мотив проучванията на Тибадо Доналд Майер, основен изпълнителен шеф на NTS Innovations, декларира: " Изследванията на Пол затвърждават убеждението ни, че сме на прав път с графеновото събиране на сила. Оценяваме високо партньорството си с Университета на Арканзас при въвеждането на тази технология на пазара. "
Това проучване оспорва дългогодишно съмнение за събирането на сила от Брауново придвижване при термично равновесие.
Когато една система е в топлинно равновесие, частиците на системата са в непрекъснато придвижване заради своята топлинна сила. Тези частици се движат случайно, сблъскват се една с друга и обменят сила, само че нейното общо систематизиране остава устойчиво.
Предизвикателството да се оползотвори силата от това безпорядъчно придвижване се състои в това да се насочи тази присъща енергийна случайност към следен и приложим резултат, написа Interesting Engeneering, като прибавя:
„ Сега екип от учени, управителен от Пол Тибадо от Университета в Арканзас, е разкрил метод да употребява силата от топлинните флуктуации в графена. Екипът е постигнал това, като е свързал неповторима скица със свободно изравен графен - графитен лист с дебелина един атом “.
Говорейки за мотивацията на екипа да изследва тази тематика, Тибадо споделя в известие за пресата: " Мисля, че хората се опасяваха малко от тематиката поради Файнман. Така че всички просто споделиха: Няма да се допирам до това. Но въпросът просто продължаваше да изисква вниманието ни ".
Полезна работа и опълчване на Файнман
Пътят на проучването стартира с слагането под въпрос на съмнение, направено от физика Ричард Файнман през 60-те години на предишния век.
В лекциите си той твърди, че извличането на потребна работа от Брауновото придвижване е невероятно, изключително когато системите са с една и съща температура (топлинно равновесие). Въпреки това екипът, провел това проучване, в това число първият създател Пол Тибадо, открива нещо значимо, което е било пропуснато.
Настоящото им проучване се основава на десетгодишно изследване на екипа, когато Тибадо и съавторът му Прадип Кумар виждат нещо забавно за свободно стоящия графен - графеновият материал естествено образува пулсации по повърхността си.
Тези пулсации се държат като дребни талази, които се движат нагоре-надолу в отговор на измененията в околната температура.
Тибадо и екипът му проектират неповторима скица за добиване на сила от тези вълнички. Схемата се състои от съединяване, последвано от два диода, свързани в съпротива с нелинеен резистор. Диодът е електронен съставен елемент, който разрешава протичането на ток единствено в една посока.
Конструкцията на веригата е определена по този начин, че да се преодолее изискването, сложено от втория закон на термодинамиката, който гласи, че не може да се събере потребна сила, когато и веригата, и пулсациите са в топлинно равновесие, даже в случай че бъде употребен диод.
Използвайки неповторимата настройка с два диода, екипът открива, че може да забави процеса.
Тъй като веригата взаимодейства с частиците в брауново придвижване, тя краткотрайно нарушава равновесието, което разрешава протичането на ток сред диодите и зареждането на кондензаторите за предпазване. Целият този развой протича при съблюдаване на първия и втория закон на термодинамиката.
Графенов енергосъбирач
Ангажиментът на Тибадо за откриване на капацитета на свойствата на графена надвишава теоретичната сфера. Усилията му са ориентирани към основаването на практическо приложение, известно като Graphene Energy Harvester (GEH).
Тази технология има за цел да употребява неповторимата еластичност на графена, като му разрешава да улавя сила от околната среда и евентуално да революционизира устойчивите енергийни решения.
NTS Innovations, компания с фокус върху нанотехнологиите, има извънреден лиценз за създаване на тази технология с комерсиална цел. GEH, употребявайки неповторимите свойства на графена, дава обещание всеобщо произвеждане върху силициеви чипове.
Тези дребни GEH вериги могат да революционизират безжичните датчици и устройства, изключително в среди, където подмяната на батериите е неуместна или скъпа.
По мотив проучванията на Тибадо Доналд Майер, основен изпълнителен шеф на NTS Innovations, декларира: " Изследванията на Пол затвърждават убеждението ни, че сме на прав път с графеновото събиране на сила. Оценяваме високо партньорството си с Университета на Арканзас при въвеждането на тази технология на пазара. "
Това проучване оспорва дългогодишно съмнение за събирането на сила от Брауново придвижване при термично равновесие.
Източник: profit.bg
КОМЕНТАРИ