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Sensori con cristalli liquidi che cambiano colore

14.07.2020

Gli scienziati della Pritzker School of Molecular Engineering dell'Università di Chicago (USA) hanno sviluppato un sottile film polimerico riempito con goccioline di cristalli liquidi che cambiano colore quando allungato o quando la temperatura cambia. In futuro, la pellicola potrebbe essere utilizzata per rivestimenti intelligenti, sensori e persino dispositivi elettronici indossabili.

Creando un polimero a cristalli liquidi che cambia colore, i ricercatori si sono concentrati sulla capacità del camaleonte di cambiare colore. A seconda della temperatura corporea o dell'umore, il loro sistema nervoso provoca l'espansione o la contrazione del tessuto cutaneo contenente nanocristalli. Quindi i nanocristalli iniziano a riflettere la luce in un modo diverso e la pelle del rettile si trasforma in un arcobaleno di colori.

Il team ha utilizzato cristalli liquidi chirali, che hanno due forme speculari (come una mano destra e una sinistra). Ci sono torsioni, svolte e una certa asimmetria nella loro struttura, che conferiscono a questi cristalli caratteristiche ottiche più interessanti.

Questi cristalli possono anche formare i cosiddetti "cristalli di fase blu" che hanno le proprietà sia dei liquidi che dei cristalli e in alcuni casi possono trasmettere o riflettere la luce visibile meglio dei cristalli liquidi stessi.

Tali cristalli possono essere allungati e deformati per produrre un'ampia gamma di colori. Ma è impossibile allungare o deformare direttamente un liquido. Pertanto, gli autori del lavoro hanno collocato minuscole gocce di cristalli liquidi in una pellicola polimerica. Così hanno scoperto molte più fasi diverse - le configurazioni molecolari dei cristalli - di quelle conosciute in precedenza. Queste fasi producono colori diversi a seconda di come il film cristallino viene allungato o deformato, o quando viene riscaldato o raffreddato.

Un tale sistema può essere utilizzato, ad esempio, per misurare la tensione nelle ali di un aeromobile o per riconoscere lievi variazioni della temperatura ambiente. È anche possibile creare un tessuto con cristalli liquidi che cambia colore a seconda della nostra temperatura o se, ad esempio, pieghiamo il gomito.

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Energia dallo spazio per Starship 08.05.2024

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Contenuto alcolico della birra calda 07.05.2024

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Notizie casuali dall'Archivio

Torre solare che fornisce elettricità XNUMX ore su XNUMX 17.12.2023

Un gruppo di scienziati della Jordan Technical University. Al-Hussein e l'Università del Qatar hanno sviluppato una torre “solare” unica, alta circa 200 metri, in grado di generare elettricità sia di giorno che di notte.

Lo sviluppo di una torre solare con un sistema di generazione di energia altamente efficiente 24 ore su 24, 7 giorni su 7 apre nuove prospettive per l’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili. Un approccio innovativo che coinvolge turbine orientate verticalmente e un sistema di raffreddamento ad aria rappresenta una potenziale soluzione per soddisfare il fabbisogno energetico nelle regioni desertiche. Tuttavia, è necessario tenere conto del consumo di acqua di raffreddamento e selezionare attentamente i luoghi di installazione. Nel complesso, questo concetto offre speranza per lo sviluppo di fonti energetiche efficienti e sostenibili che possano funzionare 24 ore su 24 e bilanciare la domanda di energia con le preoccupazioni ambientali.

L’innovativo sistema, chiamato TTSS (Twin Technology Solar System), è caratterizzato da turbine orientate verticalmente che utilizzano l’aria ascendente e discendente per generare continuamente elettricità senza interruzioni.

L'elemento principale del sistema è un gigantesco collettore a effetto serra del diametro di 250 metri, che raccoglie l'aria riscaldata e la convoglia in un tubo centrale del diametro di 13,6 metri. Una turbina rotante alla base della torre converte il flusso d'aria in elettricità. Attorno al tubo viene creato un sistema di sezioni segmentate, ciascuna con la propria turbina e meccanismo di raffreddamento ad aria. Questa soluzione innovativa garantisce il funzionamento della torre non solo durante le ore diurne, ma anche di notte, mantenendo la differenza di temperatura nelle masse d'aria.

La modellazione del progetto ha mostrato una potenziale generazione di 753 MWh di elettricità all'anno. Il sistema rappresenta non solo una svolta ingegneristica, ma anche una risposta alle sfide legate all’uso di fonti energetiche rinnovabili in aree desertiche inadatte all’agricoltura. Tuttavia, va notato che il consumo di acqua per la nebbia di raffreddamento dell'aria richiede un'attenta selezione dei luoghi di installazione. Nel complesso, questa tecnologia rappresenta un passo promettente nello sviluppo di fonti energetiche efficienti.

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