Считается, что преобразование тепла в электричество предназначено только для твердых материалов, таких как кристаллы. Однако исследователи, по аналогии с инфракрасным (ИК) зрением змей, разработали математическую модель для преобразования мягких органических структур в так называемые «пироэлектрические» материалы. Исследование опубликовано в журнале Matter.
Процесс преобразования тепла в электрический импульс называется «пироэлектрическим». Это свойство обычно встречается только в твердых, негибких веществах. Загадка заключается в том, как змеи, чувствительные к инфракрасному излучению, могут достичь преобразования тепла в электричество?
Гадюки и другие змеи хорошо известны своей чувствительностью к теплу. Фактически, инфракрасное зрение ямочной гадюки настолько остро, что «если животное появится в кромешной тьме, даже на полсекунды в 40 сантиметрах от него, ямовая гадюка сможет его обнаружить».
Эта способность существует за счет структуры, называемой ямочным органом — это полая камера рядом с ноздрями змеи, содержащей тонкую гибкую мембрану.
Ямочный орган играет важную роль в преобразовании тепла в сигнал, который они могут обнаружить. Однако недостающей частью уравнения было то, как нейронные клетки внутри мембраны ямочного органа преобразуют тепловую сигнатуру в электричество для создания этого сигнала. <…> Помимо более совершенных элементов дизайна, чтобы сделать пироэлектрический мягкий материал, все, что вам нужно, — это встроить в материал статические стабильные заряды и убедиться, что они не просачиваются. Затем вы должны убедиться, что материал достаточно мягкий, чтобы он мог большая деформация по форме и размеру и чувствительность к температуре. Если вы сделаете это, они будут действовать пироэлектриком, и это то, что мы смогли доказать в нашей модели. И мы считаем, что именно это и использует природа, потому что этот процесс прост и надежный
Прадип Шарма, доктор медицины Андерсон, профессор и заведующий кафедрой машиностроения в Хьюстонском университете
Команда планирует продолжить свои исследования мягкой материи, чтобы генерировать электричество исключительно из магнитного поля. Проведя достаточно исследований, они надеются вдохновить ученых на разработку пиро, пьезо и магнитоэлектрических мягких материалов, чтобы расширить возможности генерации электричества.
Читать также:
Годовая миссия в Арктике закончилась, и данные неутешительны. Что ждет человечество?
На 3 день болезни большинство больных COVID-19 теряют обоняние и часто страдают насморком
Ученые выяснили, почему дети являются самыми опасными переносчиками COVID-19