«Электрический бамбук»: бразильцы заменили растением провода и трубы

Построить дом без проводов, труб или кабелей? Легко! Все эти материалы бразильские специалисты заменили бамбуковыми панелями.

Об этом сообщает корреспондент tvbrics.com со ссылкой на bbc.com.

Ученые из Бразилии разработали бамбуковые каналы, способные проводить электричество и жидкости через толстые волосяные микроволокна, расположенные в структуре растения.  Польза такого изобретения состоит в том, что в будущем подобные каналы будут применены в гражданском строительстве для возведения целых стен.

В перспективе учёные надеются, что это поможет снизить цену на недвижимость. А кроме того, использование бамбука в качестве строительного сырья сделает процесс постройки зданий более простым и экологичным.

В августе 2019 года, когда Государственный фонд поддержки исследований в Рио-де-Жанейро (Фапердж) вложил инвестиции в проект, авторы исследования решили сразу же запатентовать свою идею. Они также опубликовали статью на эту тему в журнале Королевского химического Общества Соединённого Королевства «MaterialChemistry A». 

Сейчас ученые готовятся к новым экспериментам в надежде открыть, как через естественные растительные микроканалы можно научиться передавать данные. 

Первоначально идея анализа бамбуковых структур возникла у исследователя Омара Пандоли с Химического факультета Католического Университета Рио-де-Жарейро. Это случилось во время его учебной работы в Китае еще 10 лет  назад. Там он познакомился с профессором, который одним из первых в мире стал использовать растение как элемент легкого и устойчивого армирования бетона для гражданского строительства вместо стали.

В то время профессор попросил Омара попытаться заполнить внутренние микроканалы бамбука материалом в так называемом  нанометровом масштабе для того, чтобы увеличить время его использования и сделать его более устойчивым к микробным атакам и естественному разложению.

«Он хотел наполнить бамбук материалом, который мог бы укрепить его структуру, но не лишить первоначальных характеристик. Я пытался наполнить его серебром, так как этот способ был самым дешевым», - рассказывает Омар.

Во время исследований он понял, что бамбук, в отличие от других изученных растений, имеет микроканалы, расположенные в естественно изолированных линиях. Это позволяет транспортировать различные материалы бок о бок таким образом, чтобы они не соприкасались друг с другом. Так, выяснилось, что бамбук мог бы проводить электрический ток и воду одновременно.  Однако такая идея показалась слишком сложной и дорогостоящей для реализации в промышленных масштабах.

Постепенно  ОмарПандоли начал проводить химические испытания в этих микроканалах, через которые первоначально проходит вода, питая растение. В то время он определил, что структура этих естественных сосудов хорошо реагирует на другие элементы, в том числе с хорошей адгезией. В ходе исследования были опубликованы три научные статьи. 

Но чтобы максимально использовать структуру канала, ученому еще нужно было провести исследования в меньших масштабах.

В 2018 году Омар прочитал лекцию в Кампинасе (штат Сан-Паулу) в Национальной лаборатории нанотехнологий о своем исследовании микроканалов бамбука и их органических реакциях.

После этого Омар Пандоли заключил соглашение о совместном исследовании с Мурило Сантьяго, ученым из Национального центра исследований в области энергетики и материалов (CNPEM). Так группа ученых выполнила все необходимые тесты и доказала эффективность системы. 

Вместе они смогли даже покрасить стены бамбуковых каналов специальной электропроводящей краской, при этом оставив пространство для микроканала, чтобы он оставался пустым.

В ходе работ ученые доказали, что бамбуковые каналы способны образовывать электрическую цепь и обеспечивать энергию, способную освещать светодиод или любое другое устройство, которому требуется электрический ток.

Помимо прочего, исследователи также смогли разработать способ нагрева и поддержания теплоты жидкости внутри проводника. Его можно запрограммировать таким образом, чтобы вода с одной стороны канала входила холодной, а с другой уже выливалась горячей. При необходимости, эту воду можно было бы даже оставить горячей в системе в качестве нагревателя. Подобная система может использоваться, например, в душе. 

Дополнить систему можно было бы электрохимическим датчиком в канале- для оценки качества воды в реальном времени, например, в бассейне или фильтре.

Работу над своими разработками и технологией от имени всех учёных, работающих с ним в группе, Омар Пандоли резюмировал так:

 «Мы создали платформу, поэтому все, что вам нужно, можно минимизировать. Можно будет создать заряжающий чехол для мобильного телефона, декоративные предметы, освещение и любые виды электрических цепей». 

Если надо, ученые помогут!