Испанские исследователи представили новую концепцию термоэлектрического материала, состоящего из целлюлозы, выращиваемой при помощи бактерий, с примесью небольшого количества электропроводящих углеродных нанотрубок.
Материалы, которые способны преобразовывать тепло в электроэнергию обладают огромным потенциалом применения в различных сферах деятельности. Поэтому команда ученых из Института материаловедения Барселоны (ICMAB-CSIC) разработала стойкий, гибкий и экологически чистый термоэлектрический материал, который можно перерабатывать для повторного использования.
Для его создания исследователи использовали специальные бактерии, которые помещали в воду, содержащую сахар и углеродные нанотрубки. В процессе жизнедеятельности они производили наноцеллюлозные волокна оплетающие проводящие частицы. Полученный материал обладает высокой термостойкостью и способен выдерживать температуру 250 °C.
Крошечный размер нанотрубок позволяет сохранить электропроводимость, даже когда их концентрация составляет всего 1%. Использование небольшого количества углеродных частиц (максимум 10%) обеспечивает необходимую экономическую и энергетическую эффективность. В процессе производства можно контролировать толщину, цвет и прозрачность.
Нанотрубки и целлюлозные нановолокна имеют аналогичные размеры, что приводит к однородной дисперсии. Наличие частиц углерода дополнительно улучшает механические свойства материала, делая его более деформируемым, растяжимым и стойким.
При изготовлении не используются токсичные элементы, поэтому целлюлозу можно перерабатывать с помощью ферментов, параллельно восстанавливая нанотрубки, которые являются самым ценным элементом структуры.
Уникальные свойства материала позволяют применять его для производства электроэнергии из остаточного тепла для питания различных датчиков и устройств интернета вещей или в сельском хозяйстве. По словам ученых, при дополнительной оптимизации эффективности, из термоэлектрической целлюлозы можно создать смарт-теплоизоляторы или гибридные фотоэлектрические системы. Хорошая гибкость и масштабируемость процесса производства позволит использовать материал для взаимодействия с источниками тепла необычной формы или большой площади.
Исследователи из университетов Кембриджа, Иллинойса и Пенсильвании недавно также представили совершенно новый тип материала, который является таким же прочным, как титан, но в пять раз легче, и имеет пористую структуру как древесина.
