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S: String;
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function TForm1.TiraQuebraDeLinha(Texto: String): String;
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A proliferação de energia solar, eólica, das marés e até mesmo geração elétrica e do rápido surgimento de automóveis híbridos elétricos ou flex e de confiáveis métodos de alta capacidade de armazenamento elétrica. Agora, uma equipe de cientistas da Penn State estão desenvolvendo um polímero à base de capacitores que podem fornecer energia mais rapidamente e são muito mais leves do que as baterias convencionais.
"A energia elétrica armazenagem é muito importante para todos os sistemas eléctricos e electrônicos", disse Wang Qing, professor associado de ciência dos materiais e engenharia. "Mesmo as energias renováveis como sistemas de células solares têm algum excesso de armazenar energia a ser utilizada durante a noite."
Os veículos híbridos são um bom alvo para este polímero porque convertem energia mecânica gerada quando, por exemplo a inércia descidas; electricidade e convertê-lo para carregar as baterias para uso em outros momentos. Baterias convencionais são frequentemente pesados, e pode não ser capaz de entregar o poder montantes necessários para a rápida aceleração.
Infelizmente misturar nano partículas de cerâmica com polímeros não é um simples recurso. Se as duas matérias não são acompanhadas de propriedades elétricas, a sua interface irá provocar a repartição em alta campos eléctricos e à capacidade do composto para armazenar energia irá diminuir, em vez de aumentar. Wang e sua equipe tentaram controlar a mistura de modo a que estão distribuídas uniformemente através da matriz.
Dielétrico como os polímeros Wang cria não só podem ser utilizados como condensadores, mas também poderia substituto para o dióxido de silício camada dielétrica actualmente utilizado em computadores. Porque polímeros são processados em temperatura ambiente, eles são facilmente forjadas e são extremamente flexíveis. A sua utilização seria aberto o caminho para aplicações flexíveis eletrônicos, tais como telas dobráveis e computadores.
A Fundação Nacional das Ciências e do Instituto de Investigação Naval financiou esta pesquisa.

obs.: original em inglês...

EDITORS: Dr. Wang may be reached at 814-863-0042 or at wang@matse.psu.edu



Polymer Electric Storage, Flexible and Adaptable

Philadelphia, Pa. – The proliferation of solar, wind and even tidal electric generation and the rapid emergence of hybrid electric automobiles demands flexible and reliable methods of high-capacity electrical storage. Now a team of Penn State materials scientists are developing ferroelectric polymer-based capacitors that can deliver power more rapidly and are much lighter than conventional batteries.
"Electrical energy storage is very important for all electrical and electronic systems," says Qing Wang, associate professor of materials science and engineering. "Even renewable energy systems like solar cells need somewhere to store excess energy to be used at night."
Wang and his research team report today (Aug. 20) at the 236th national American Chemical Society meeting in Philadelphia in two papers, on the development of power density tunable polymers and polymer ceramic nanocomposites as electric storage materials for capacitors. Currently, power conditioning is carried out by capacitors, but Wang believes that eventually, properly tuned polymer capacitors could replace batteries.
"Traditional materials are ceramic materials which have high weight and are very fragile," says Wang. "Mobile electronics need light weight electrical energy storage."
The researchers, who include Wang, Yingying Lu, postdoctoral fellow, and Jason Claude, Junjun Li, graduate students in materials science and engineering, developed a polymer of poly(vinylidene fluoride) and trifluoroethylene which, with the addition of chlorotrifluoroethylene had a very high dielectric permittivity at room temperature. Permittivity is a measure of how much charge is stored in a material for a given electric field and is an indicator of how effective a material will be when storing energy in a capacitor. They found that by altering the amounts of the various chemical components of the polymer, they could tune the dielectric property and energy density.
Hybrid cars are a good target for ferroelectric polymer capacitors because they convert mechanical energy generated when, for example coasting downhill, convert it to electricity and charge batteries for use at other times. Conventional batteries are often heavy, and may not be able to deliver the power amounts needed for quick acceleration.
Wang and Li, report on a further modification of this ferroelectric polymer by adding nanoparticulate ceramics to further improve the energy density. Because ceramics often have higher permittivities than the polymers,they believed that combining polymers with high breakdown strength with ceramics of high permittivity would produce a composite material with a large energy storage capacity. Breakdown strength is a measure of the maximum electric field that an insulating material can withstand before it begins to conduct electricity. The higher the breakdown strength, the better a material is for a capacitor.
Unfortunately mixing nano particles of ceramic with polymers is not a simple action. The ceramic particles tend to clump and aggregate. If the two materials are not matched for electrical properties, their interface will breakdown at high electric fields and the ability of the composite to store energy will decrease, rather than increase. Wang and his team fine tuned the dielectric particles to the polymer matrix by adding functionalized groups to the materials to match them. They also tried to control the mixing so that uniformly dispersed particles are spread through the matrix.
"Matching the permittivity and uniformly dispersing the ceramic nanoparticles is not easy," says Wang. "Both problems have to be tackled and solved at the same time for the material to have the desired characteristics."
Dielectric polymers like the ones Wang creates cannot only be used as capacitors, but could also substitute for the dielectric silicon dioxide layer currently used in computers. Because polymers are processed at room temperature, they are easily fabricated and they are extremely flexible. Their use would open the way for flexible electronics applications, such as foldable screens and computers.
The National Science Foundation and the Office of Naval Research funded this research.

A proliferação de energia solar, eólica, das marés e até mesmo geração elétrica e do rápido surgimento de automóveis híbridos elétricos ou flex e de confiáveis métodos de alta capacidade de armazenamento elétrica. Agora, uma equipe de cientistas da Penn State estão desenvolvendo um polímero à base de capacitores que podem fornecer energia mais rapidamente e são muito mais leves do que as baterias convencionais.
"A energia elétrica armazenagem é muito importante para todos os sistemas eléctricos e electrônicos", disse Wang Qing, professor associado de ciência dos materiais e engenharia. "Mesmo as energias renováveis como sistemas de células solares têm algum excesso de armazenar energia a ser utilizada durante a noite."
Os veículos híbridos são um bom alvo para este polímero porque convertem energia mecânica gerada quando, por exemplo a inércia descidas; electricidade e convertê-lo para carregar as baterias para uso em outros momentos. Baterias convencionais são frequentemente pesados, e pode não ser capaz de entregar o poder montantes necessários para a rápida aceleração.
Infelizmente misturar nano partículas de cerâmica com polímeros não é um simples recurso. Se as duas matérias não são acompanhadas de propriedades elétricas, a sua interface irá provocar a repartição em alta campos eléctricos e à capacidade do composto para armazenar energia irá diminuir, em vez de aumentar. Wang e sua equipe tentaram controlar a mistura de modo a que estão distribuídas uniformemente através da matriz.
Dielétrico como os polímeros Wang cria não só podem ser utilizados como condensadores, mas também poderia substituto para o dióxido de silício camada dielétrica actualmente utilizado em computadores. Porque polímeros são processados em temperatura ambiente, eles são facilmente forjadas e são extremamente flexíveis. A sua utilização seria aberto o caminho para aplicações flexíveis eletrônicos, tais como telas dobráveis e computadores.
A Fundação Nacional das Ciências e do Instituto de Investigação Naval financiou esta pesquisa.

obs.: original em inglês...

EDITORS: Dr. Wang may be reached at 814-863-0042 or at wang@matse.psu.edu