Ocsial’den Akıllı Nanokompozitler

Grafen nanotüplerin önde gelen üreticilerinden Ocsial, giyilebilir elektronikler, araçlar ve binalar için akıllı nanokompozitler geliştirdi. Yakın zamanda geliştirilen, işlenmesi kolay, kendinden destekli ve esnek nonwoven nanokompozit tabakalar, iyi mekanik sağlamlıkla birlikte mükemmel termoelektrik özellikler gösteriyor.

Grafen nanotüplerin önde gelen üreticilerinden Ocsial’a göre küçük, hafif, esneyebilen ve uygun maliyetli termoelektrik cihazlar, sürdürülebilir enerji geliştirme ve atık ısı geri kazanımında bir atılım anlamına geliyor. Lüksemburg merkezli şirket, yeni nesil esnek enerji toplama sistemlerinin verimliliklerini grafen nanotüplerin entegrasyonuna borçlu olacağını söylüyor.

Nanokompozitler kolay işlenebilirlik, istikrarlı termoelektrik performans, esneklik ve sağlam mekanik özellikler sunuyor. Nanokompozitler ayrıca tıbbi ve akıllı giyilebilir cihazlar, araç sensörleri ve verimli bina yönetimi için jeneratör üretiminde yüksek pazar potansiyeline sahip.

Ocsial’a göre, enerji dönüşüm cihazlarının sınırlı verimliliği nedeniyle dünyadaki faydalı enerjinin yaklaşık yarısı ısı olarak israf ediliyor. Örneğin, bir aracın enerjisinin üçte biri egzoz gazlarında atık ısı olarak dağılıyor. Aynı zamanda, araçlar elektrik enerjisi gerektiren giderek daha fazla elektronik cihaz içeriyor.

Şirket bir başka örnek olarak; sağlık ve çevresel izleme için hafif giyilebilir sensörlerin de giderek daha fazla talep gördüğünü açıklıyor. Atık ısıyı veya güneş enerjisini faydalı elektrik enerjisine dönüştürme potansiyeli, daha sürdürülebilir enerji yönetimi için bir fırsat olarak ortaya çıktı. Kullanışlı termoelektrik jeneratörler (TEG’ler) şu anda yalnızca düşük etkinliğe ve nispeten büyük boyut ve ağırlığa sahip. Pahalı veya korozyona açık malzemelere dayanan bu jeneratörler sert ve genellikle toksik elementler içeriyor.

Yakın zamanda geliştirilen, işlenmesi kolay, kendinden destekli ve esnek nonwoven nanokompozit tabakalar, iyi mekanik sağlamlıkla birlikte mükemmel termoelektrik özellikler gösteriyor. ACS Applied Nano Materials’da yayınlanan yeni bir makalede, araştırmacıların atık ısı kaynaklarından elektrik enerjisi elde edebilen bir nanokompozit malzeme üretmek için termoplastik poliüretanı (TPU) Tuball grafen nanotüplerle nasıl birleştirdikleri anlatılıyor.

Yüksek en-boy oranları ve spesifik yüzey alanları sayesinde grafen nanotüpler TPU’ya elektrik iletkenliği sağlayarak mekanik özellikleri korurken veya iyileştirirken yüksek termoelektrik performans elde etmeyi mümkün kılıyor.

Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. Grup Lideri Dr. Beate Krause; “Sertlik, mukavemet ve gerilme tokluğu, buckypaper’lara kıyasla sırasıyla 7, 25 ve 250 kat iyileştirildi. Nanokompozit levha 7.5*10-3 Ohm×cm’lik düşük elektrik direnci, 1.8 GPa’lık yüksek Young modülü, 80 MPa’lık kırılma mukavemeti ve %41’lik kopma uzaması gösteriyor.” diyor.

Temelde yeni bir malzeme olan grafen nanotüpler, mevcut TEG malzemelerinin daha çevre dostu olanlarla değiştirilmesi için bir fırsat sunuyor. Bu tür termoelektrik jeneratörler tarafından desteklenen sensörler, araçlar ve binalar için bir ‘akıllı deri’ görevi görebiliyor, performansı izlemek ve olası sorunları arızaya yol açmadan önceden önlemek için algılama yetenekleri sağlayarak optimum operasyonel verimlilik sağlıyor. Uçaklarda, telsiz nanokompozitler buz çözme sistemlerini izlemek için bağımsız sensörler olarak hizmet verebiliyor ve kapsamlı bir elektrik kablosu ağına olan ihtiyacı ortadan kaldırabiliyor. Grafen nanotüp destekli termoelektrik malzemelerin yüksek esnekliği, gücü ve güvenilirliği, uygulamalarını akıllı giyilebilir ve tıbbi cihazlar alanına da genişletiyor.

Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. en büyük polimer araştırma kurumları arasında yer alıyor. Leibniz Derneği’nin bir üyesi olan enstitü, temel uygulama odaklı araştırmalar yürütüyor. Stratejik konular arasında yumuşak maddenin temel kavramları, biyolojik esinli malzemeler, fonksiyonel malzemeler ve sistemler, süreç kontrollü yapısal malzemeler, veri bilimi tabanlı malzeme araştırmaları, sürdürülebilirlik ve çevre koruma yer alıyor.