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Nature子刊:蒸发能够发电并能提供牵引力

摘要 : 本期Nature Communications报告了第一例由蒸发驱动的引擎,它们能为常见任务如运动和发电提供动力。作者显示,这些引擎能驱动一辆微型汽车和为LED灯供电,它们突显了环境中的水在提供达到有用程度的动力方面尚未开发利用的能力。

 本期Nature Communications报告了第一例由蒸发驱动的引擎,它们能为常见任务如运动和发电提供动力。作者显示,这些引擎能驱动一辆微型汽车和为LED灯供电,它们突显了环境中的水在提供达到有用程度的动力方面尚未开发利用的能力。

蒸发是一个普遍现象,是地球气候中能量转移的一个主导形式。人工系统很少将蒸发单独用作一种能源,尽管在自然界有很多以蒸发为能源的例子。现在,Ozgur Sahin及同事通过将细菌孢子附着到纳米尺度的空腔上做出了被称为“由潮解驱动的人工肌肉”的东西,英文简写为HYDRAs,根据湿度的不同,可以诱导产生大的压力变化。这意味着,胶带在潮湿和干燥条件下会改变其曲率,而当多个胶带被并行组合在一起时,它们能克服引力而将重物举起来。

作者然后用这些HYDRAs做出了转动式的和活塞式的由蒸发驱动的引擎,当将其放置在空气-水界面上时,它们能自行启动和运行。他们设计了一台发电机,它被放置在水面上,同时利用其蒸发来驱动一个LED灯和一辆微型汽车(重0.1公斤);当汽车中的水蒸发时,汽车就会向前运动。由蒸发驱动的引擎在驱动那些在自然环境中发挥功能的机器人系统、传感器、设备和机器方面可能会找到应用。

原文链接:

Scaling up nanoscale water-driven energy conversion into evaporation-driven engines and generators

原文摘要:

Evaporation is a ubiquitous phenomenon in the natural environment and a dominant form of energy transfer in the Earth’s climate. Engineered systems rarely, if ever, use evaporation as a source of energy, despite myriad examples of such adaptations in the biological world. Here, we report evaporation-driven engines that can power common tasks like locomotion and electricity generation. These engines start and run autonomously when placed at air–water interfaces. They generate rotary and piston-like linear motion using specially designed, biologically based artificial muscles responsive to moisture fluctuations. Using these engines, we demonstrate an electricity generator that rests on water while harvesting its evaporation to power a light source, and a miniature car (weighing 0.1 kg) that moves forward as the water in the car evaporates. Evaporation-driven engines may find applications in powering robotic systems, sensors, devices and machinery that function in the natural environment.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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