p Dr. Haifei Zhan, do QUT Center for Materials Science, e seus colegas modelaram com sucesso o armazenamento de energia mecânica e as capacidades de liberação de um pacote de nanofios de diamante (DNT) - uma coleção de fios de carbono unidimensionais ultrafinos que armazenam energia quando torcidos ou esticados. p "Semelhante a uma bobina comprimida ou brinquedo de corda infantil, a energia pode ser liberada conforme o feixe torcido se desfaz, "Dr. Zhan disse.

p "Se você pudesse fazer um sistema para controlar a energia fornecida pelo feixe de nanofios, seria uma solução de armazenamento de energia mais segura e estável para muitas aplicações."

p A nova estrutura de carbono pode ser uma fonte de alimentação em microescala potencial para qualquer coisa, desde sistemas de detecção biomédica implantados que monitoram as funções do coração e do cérebro, à pequena robótica e eletrônica.

p "Ao contrário do armazenamento de produtos químicos, como baterias de íon de lítio, que usam reações eletroquímicas para armazenar e liberar energia, um sistema de energia mecânica em si carregaria um risco muito menor em comparação, "Dr. Zhan disse.

p "Em altas temperaturas, os sistemas de armazenamento de produtos químicos podem explodir ou deixar de responder em baixas temperaturas. Eles também podem vazar em caso de falha, causando poluição química.

p “Os sistemas de armazenamento de energia mecânica não apresentam esses riscos, portanto, torne-os mais adequados para aplicações potenciais dentro do corpo humano.

p "Feixes de nanofios de carbono podem ser transformados em músculos artificiais à base de fios torcidos que respondem à eletricidade, excitações químicas ou fotônicas.

p "Pesquisas anteriores mostraram que essa estrutura feita com nanotubos de carbono pode levantar 50, 000 vezes o seu próprio peso. "

p A equipe do Dr. Zhan descobriu que a densidade de energia do feixe de nanofios - quanta energia ele poderia armazenar para sua massa - era de 1,76 MJ por quilograma, que era 4-5 ordens mais altas do que uma mola de aço convencional, e até três vezes em comparação com baterias de íon-lítio.

p "Materiais com alta densidade energética são muito importantes para muitas aplicações, É por isso que estamos sempre procurando materiais leves que ainda tenham um bom desempenho.

p "Os benefícios para as aplicações aeroespaciais são óbvios. Se pudermos reduzir o peso de um sistema, podemos reduzir significativamente suas necessidades e custos de combustível. "

p A aplicação de feixes de nanofios de carbono como fonte de energia pode ser infinita, de acordo com o Dr. Zhan.

p "Os feixes de nanofios podem ser usados ​​em linhas de transmissão de energia de próxima geração, eletrônica aeroespacial, e emissão de campo, baterias, têxteis inteligentes e compostos estruturais, como materiais de construção.

p Os resultados da pesquisa foram publicados por Nature Communications no artigo:"Armazenamento de Energia Mecânica de Densidade Ultra-alta com Pacote de Nanothread de Carbono, "e formam a base do projeto ARC Discovery do Dr. Zhan -" Uma nova estrutura de modelagem multinível para projetar pacotes de nanotrajadas de diamante. "

p O Dr. Zhan e sua equipe estão agora planejando a produção de um sistema experimental de energia mecânica em nanoescala como prova de conceito.

p Zhan disse que a equipe de pesquisa passaria os próximos dois a três anos construindo o mecanismo de controle do sistema para armazenar energia - o sistema que controla a torção e o alongamento do feixe de nanofios.