Tegen elkaar wrijvende nanovezels wekken stroom op

In de VS zijn textielvezels bedacht met nano-uitsteeksels die zichzelf elektrisch opladen als ze langs elkaar wrijven. Met een beetje optimalisering kan het kleding opleveren die de iPod van de drager continu oplaadt, zo meldt de groep van Zhong Lin Wang (Georgia Institute of Technology, Atlanta) deze week in Nature.

Volgens de Engelstalige media krijgt het begrip ‘power dressing’ hiermee een geheel nieuwe lading.

Wang gaat uit van gewone aramidevezels (Kevlar of Twaron), die hij eerst coat met tetraethoxysilaan en vervolgens met een 100 nm dikke laag zinkoxide. Vervolgens legt hij de vezels gedurende 12 uur in een zinkoplossing, bij 80 graden Celsius. Vanuit de zinkoxidelaag groeien dan nanovezeltjes, die als borstelharen rond de vezel komen te zitten. De lengte bedraagt ongeveer 3,5 micrometer.

Tot slot coat je de helft van de zo ontstane vezels met een 300 nm dik goudlaagje.

Het bijzondere van zinkoxidekristallen is dat ze piëzo-elektrische eigenschappen vertonen. Wanneer ze worden verbogen of opgerekt, laden ze zichzelf op. Dat gebeurt bijvoorbeeld wanneer je de vezels door elkaar vlecht en ze vervolgens buigt, zodat de zinkoxidedraadjes langs elkaar wrijven. Dankzij halfgeleidereffecten (de combinatie goud-zinkoxide werkt als een Schottky-diode) ontstaat tussen de wel en niet met goud gecoate vezels een spanningsverschil.

Met twee vezels is de maximale stroom maar 5 picoampère. Maar een bundel van zes vezels blijkt al vijftig maal zo veel stroom te leveren. Wang denkt uiteindelijk op 80 mW per vierkante meter textiel uit te kunnen komen.

Een bezwaar is nog wel dat zinkoxide gevoelig is voor vocht, zodat wassen van he textiel wel eens een probleem zou kunnen worden.

bron: naturenews, BBC News, NSF