Get Adobe Flash player

Generátor egyenesen a nyomtatóból

A termoelektromos tulajdonságú fémes alapanyagokból nyomtatott szerkezetek generátorként is szolgálhatnak.

Vezeték nélküli szenzorhálózatok felügyelik a gyárak, autók vagy erőművek gépeit és berendezéseit. Ezek a rendszerek egyre többször nyerik környezetükből a működéshez szükséges energiát, így egyre önállóbbak. A 2012. novemberi müncheni Electronica Kiállításon a Fraunhofer Intézet kutatói egy olyan nyomtatott hőgenerátort mutatnak be, amely az érzékelők energiaellátását hőmérsékletkülönbségből biztosítja.

A mechanizmus általában a következőképp néz ki: egy gép motorja túlmelegszik, ezt jelzi egy hőszenzor, amelyet közvetlenül a motorházra erősítettek. Az információ az okot keres? szervizszolgálathoz kerül, vagy egy számítógépre fut be. Az érzékelők a gyárak, autók és sok más terület mindennapos tartozékai. Hőmérsékletet, nedvességet, elhasználódást mérnek. Így az alkatrész állapotára bármikor visszakövetkeztethetnek: netán szükség van-e szervizelésre vagy javításra. Egyre gyakrabban vetnek be vezeték nélküli érzékelő-hálózatokat, amelyek alig használnak energiát. Az információt rádiójellel továbbítják a számítógépnek, az energiát pedig elem helyett a környezetből nyerik. Elektromos energiát például melegből és mozgásból is lehet nyerni, az egyre divatosabb napelemek mellett. A brémai kutatók fejlesztése egy nyomtatott hőgenerátor, amelyet egészen pontosan lehet technikai felületekre illeszteni.

„A megfigyelendő alkatrészek ellenőrzése könnyebb vezeték nélküli szenzorokkal” – magyarázza Volker Züllmer, a Fraunhofer Intézet mérnöke. Ahhoz viszont, hogy optimálisan dolgozzanak, közvetlenül az alkatrész felszínére kell őket erősíteni vagy akár beleépíteni. Az áramellátást sokszor kábelen vagy elemmel oldják meg. „A fölhasználók számára azonban lényeges kérdések az elemek élettartama, a korlátozott adattároló-kapacitás valamint az újrahasznosítás problémája is – mondja Zöllmer. – Az a tapasztalatunk, hogy a túl gyakran cserélendő elem meghatározza az alkalmazás/felhasználás formáját és korlátozza a rugalmas tervezőmunkát.”

A szenzorhálózat nagyon kevés áramot kellene, hogy fogyasszon, hogy alkalmas legyen önellátó működésre. Ha az intelligens hálózatok érzékelői csak az adatok küldésekor és vételekor lennének aktívak, akkor csak néhány milliwattnyi energiára lenne szükség. Ezt a mennyiséget pedig hőgenerátorok is képesek szolgáltatni, amelyek a környezet hőjét alakítják árammá. A kutatók új eljárást alkalmaznak az ilyen generátorok precíz gyártásához.

„Az új gyártási eljárással szenzorokat, szenzorhálózatokat és az energiatermelő elemeket egyszerűbben lehetne gyártani. A tintákkal és krémekkel Ink-Jet, Aerosol-Jet, vagy szitanyomással is létre lehet hozni ilyen szerkezeteket, hasonlóan az áramkörökhöz.”

Zöllmer szerint energiatermelő elemeket is le lehet gyártani az eljárás segítségével. A fémek és hőelektromos anyagok kombinációjával, amelyeket egymás után hordanak fel, a kutatók olyan szerkezeteket hoznak létre, amelyeket termoelektromos generátorként hasznosíthatnak. A hatalmas előnyük pedig az, hogy a nyomtatott hőgenerátorok kiválóan illeszkednek a kívánt felületre, így a generátort pontosan az adott körülményekhez lehet illeszteni, amely az üzembiztonságban is lényeges szempont.

Forrás: www.pro-physik.de

 

 

Mesterséges izom robotikai feladatokra

Az Osaka University kutatói kifejlesztettek egy fényérzékeny aktuátort, egy gélszerű anyagot, mely meghajlik fénysugár hatására. Ezt az újszerű ötleten alapuló izmot a soft robotika területén kívánják hasznosítani.

A soft robotika (soft robotics) a természet ihlette robotikának (bio-inspired robotics) egy nagyon új területe. Az ötlet az, hogy a robot komponenseit lágy és rugalmas elemekből építsék meg annak érdekében, hogy erősen körülhatárolt terekbe is el tudjon jutni és könnyedén alakot tudjon váltani. A soft robotikában rejlő lehetőségeket olyan állatok mozgása ihlette, mint például a polip vagy a tengeri csillag.

Akira Harada az Osaka University munkatársa és kollégái kifejlesztettek egy vízben működő prototípust. 365 nanométer hullámhosszúságú UV fénnyel megvilágítva az anyag képes kitágulni, meghajolni és vízben a tömegét megnövelni, míg 430 nanométer hullámhosszúságú látható fény mellett visszanyeri eredeti formáját. A zselé elnyeli a vizet, mint egy táguló és zsugorodó tengeri szivacs, magyarázza Harada.

Az izom, a gél két kémiai komponensének (azobendrin és cyclodextrin) kölcsönhatása eredményeképpen működik, és különböző módon viselkedik más-más megvilágítás hatására. A zselé elhajlásának iránya a megvilágítás irányával, szögével szabályozható, fényforrásként UV és természetes fény alkalmazható.

A fényérzékeny izmok tűnnek a leginkább alkalmazhatónak a soft robotika területén a vázszerkezet hiánya és az egyszerű anyaghasználatból kifolyólag. A pneumatikusan működtetett soft robotok hátránya, hogy állandó levegő tápellátást igényelnek. Továbbá a soft robotok hátránya az is, hogy korlátoltak nagy terhek mozgatásában, így állandó vezetékes energiaellátást igényelnek. Külső fényforrás alkalmazása, akár a napfényé is, a soft robotok széleskörű alkalmazását segítheti elő.

Forrás: www.newscientist.com