Ученые создали материал, который сам собирает, хранит и отдает энергию

Исследователи разработали необычный жидкий материал, способный одновременно накапливать энергию и использовать ее без дополнительных устройств. Под воздействием света или электричества он превращается в проводящий гель, а затем самостоятельно возвращается в исходное состояние при контакте с воздухом.

Ученые создали материал, который сам собирает, хранит и отдает энергию

Ученые из Северо-Западного университета представили новый материал, который объединяет в одной системе функции сбора, хранения и высвобождения энергии. Разработка не содержит металлов и пластика, а ее работа основана на способности молекул самостоятельно перестраиваться под воздействием внешних источников энергии.

Вдохновением для создания материала послужил цитоскелет живых клеток — динамическая структура, которая непрерывно формируется, разрушается и собирается заново. Исследователи попытались воспроизвести подобное поведение в искусственной системе и наделить ее полезными энергетическими свойствами.

В обычном состоянии материал представляет собой желтую жидкость. Однако под воздействием света, электричества, рентгеновского излучения или химических источников энергии он начинает перестраиваться на молекулярном уровне. В результате жидкость превращается в плотный черный гель, способный удерживать запасенную энергию в течение нескольких месяцев.

Ключевую роль в этом процессе играет специально разработанная молекула ANI-MV. Ее структура объединяет светочувствительный компонент, который поглощает энергию, и участок, отвечающий за накопление электронов. После передачи энергии молекулы начинают притягиваться друг к другу и формируют сложную сеть из наноразмерных проводящих структур.

Получившийся гель способен не только хранить заряд, но и использовать его для запуска химических реакций даже после отключения источника света. Этот эффект исследователи называют «темновым фотокатализом». В отличие от большинства светочувствительных материалов, которые перестают работать сразу после исчезновения освещения, новая система продолжает использовать ранее накопленную энергию.

Еще одной особенностью разработки стала возможность создавать временные проводящие структуры. Ученые смогли буквально «рисовать» микроскопические элементы при помощи света. После контакта с воздухом такие структуры полностью исчезали, а материал возвращался в первоначальное жидкое состояние и был готов к повторному использованию.

По словам авторов работы, новая технология может найти применение в системах хранения энергии, экологических технологиях, химической промышленности и мягкой электронике будущего. Благодаря способности самостоятельно перестраиваться и многократно использовать накопленную энергию материал открывает новые возможности для создания более эффективных и экологичных энергетических решений.

Читайте также

IonQ установила рекорд квантовой связи: более 1000 событий запутанности в секунду

IonQ установила рекорд квантовой связи: более 1000 событий запутанности в секунду

DARPA начала испытания квантовых компьютеров, которые должны стать практически полезными к 2033 году

DARPA начала испытания квантовых компьютеров, которые должны стать практически полезными к 2033 году

США и Google вложат почти 1,8 млрд долларов в создание «виртуальных клеток»

США и Google вложат почти 1,8 млрд долларов в создание «виртуальных клеток»

Google открыла SynthID для всех — сервис помогает распознавать изображения и видео, созданные ИИ

Google открыла SynthID для всех — сервис помогает распознавать изображения и видео, созданные ИИ

Kawasaki оснастит человекоподобного робота Kaleido физическим ИИ для работы на заводах

Kawasaki оснастит человекоподобного робота Kaleido физическим ИИ для работы на заводах

В Германии создают строительных роботов, способных собирать здания почти без участия человека

В Германии создают строительных роботов, способных собирать здания почти без участия человека

Видеоаналитика на базе ИИ позволила найти 250 детей в Новосибирской области

Видеоаналитика на базе ИИ позволила найти 250 детей в Новосибирской области

Ученые МИСИС создали пористые гранулы для костей с защитой от инфекций

Ученые МИСИС создали пористые гранулы для костей с защитой от инфекций

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Apple готовит iPhone без рамок и кнопок, но технология Samsung пока не позволяет его создать

Apple готовит iPhone без рамок и кнопок, но технология Samsung пока не позволяет его создать

Учёные создали татуировки, которые можно включать, выключать и менять с помощью света

Учёные создали татуировки, которые можно включать, выключать и менять с помощью света

На PlayStation 5 научились запускать игры с дисков PS2 — с поддержкой 4K и улучшенной графики

На PlayStation 5 научились запускать игры с дисков PS2 — с поддержкой 4K и улучшенной графики

Астрономы не нашли планеты-гиганты у двух соседних звёзд, но надежда обнаружить обитаемые миры осталась

Астрономы не нашли планеты-гиганты у двух соседних звёзд, но надежда обнаружить обитаемые миры осталась