0
Posted by PolimerNedir | Posted in Biyopolimer, Enerji, Teknoloji | Posted on 16-02-2010
Silikon bazlı kauçukların esnekliği ile seramik nanoşeritlerin mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürme özelliği birleştirilince, ortaya, yürümek ya da nefes almak gibi basit vücut hareketlerinden bile enerji üretebilen bir kompozit malzeme çıktı.
Silikon bazlı kauçuk bir polimer olan poli(dimetil siloksan)‘ın içine gömülen kurşun zirkonat titanat (PZT) seramiği ile elde edilen kompozit malzeme, büküldüğü zaman sisteme verilen mekanik enerjiyi elektrik enerjisi olarak açığa çıkarıyor. Piezoelektrik malzeme adı verilen ve mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren bu tür malzemeler, özellikle insan hareketlerini kullanarak enerji elde etmeyi hedefleyen cep telefonu gibi gündelik tüketici ürünleri piyasaya süren firmalar için büyük önem taşıyor. Buna benzer piezo-kompozit malzemelerin kullanıldığı ayakkabıların üretildiği gün, yürürken ya da koşarken enerji elde edilebilecek ve, mesela, bu enerjiyle cep telefonları şarj edilebilecek. Ya da poli(dimetil siloksan) (PDMS) gibi biyouyumlu polimerler kullanılarak akciğerlere yerleştirilen ince filmler sayesinde kalp atışını ayarlayan cihazlara (kalp pili de denilir) enerji verilebilecek.
Şu ana kadar sentezlenen malzemeler içinde en verimli piezoelektrik dönüşümü veren PZT, üzerine uygulanan mekanik enerjinin %80′inini elektrik enerjisine çevirebiliyor. Princeton Üniversitesi’ndeki araştırmacıların ürettiği PZT nanoşeritlerinden 100 tanesi bir milimetrelik bir genişliğe yan yana yerleştirilebiliyor. Ayrı bir üretim tekniği kullanılarak, PZT nanoşeritler PDMS polimerinin içine yerleştiriliyor ve “piezo-kauçuk devre”ler elde ediliyor. PDMS’in implant ve tıbbi cihazlarda kullanılmasını sağlayan biyouyumlu yapısı, üretilen piezo-kompozitlerin, biyo-mikro-elektro-mekanik-sistem (biyo-MEMS) olarak kullanılmasını mümkün kılıyor. Böylece, vücuda yerleştirilen piezo-kauçuk devreler sayesinde vücud içindeki tıbbi cihazlara elektrik sağlanabiliyor.
Mekanik enerji verildiğinde elektrik enerjisi üreten bu malzemeler, aynı zamanda, elektrik akımı verildiğinde mekanik şekil değişimi (deformasyon) de gösteriyor. Bu karşıt özellik sayesinde piezo-kauçuk devreler daha farklı uygulamalarda kullanılabilir. Gene tıbbi cihazlardan örnek vermek gerekirse, mikrocerrahi cihazlarında bu tip malzemeleri kullanmak mümkün olabilir.
Kaynak: Nano Letters, 2010, 10 (2), p. 524-528
Enerji alanındaki yeni polimer teknolojileri ile ilgili diğer haberler için,
Polimer Nanokompozitlerin Bugünü ve Yarını
Polimer Güneş Pillerindeki Son Gelişmeler
Bu yazı toplamda 251, bugün ise 0 kez görüntülenmiş