Viszlát akkumulátorok? Táplálja a telefont szövetből vagy hangjelzőből

Képzelje el, ha a farmerzseb belsejében lévő szálak fel tudnák tölteni a mobiltelefonját. Képérzékelők, amelyeknek nincs szükségük elemekre, mert saját energiájukból készülnek. Az új piezoelektromos anyagoknak és eszközöknek köszönhetően hamarosan mindkettőre sor kerülhet.

Az ilyen anyagok sajtolása, összenyomása vagy csavarása elektromos töltést eredményez. Adjon hozzá egy áramkört a töltés rögzítéséhez és tárolásához, és átalakíthatja a mozgást elektromos árammá.

A piezoelektromos anyagok nem újak. De rávenni őket arra, hogy elegendő áramot termeljenek a hasznos munkához az igen. Manapság a legtöbb ilyen anyag csak néhány mikrowatt energiát termel. Összehasonlításképpen: egy tipikus LED-izzó áramellátásához körülbelül 8 millió mikrowatt (8 watt) szükséges. A mai piezoelektromos anyagok többsége szintén kerámia. Kemény, de könnyen törhető, nem biztos, hogy sokáig tartanak.

De két új projekt ízelítőt nyújt arról, hogy ezek a szokatlan anyagok hogyan táplálhatják az eszközöket, hogy új környezetben működjenek. Az egyik átalakítja a szöveteket. A másik szonár-szerű jelzőfény lesz, amely segíti a víz alatti robotok navigációját és így tovább.

Kamal Asadi azon tűnődött, hogyan hozhat létre olyan zsebet, amellyel feltöltheti a mobiltelefont. Asadi fizikus az angliai Bath-i Egyetemen. Egy ilyen töltőzseb létrehozásához puha és rugalmas piezoelektromos anyagra van szüksége. Ez kiküszöböli a kerámiákat. De a nylon működhet.

Ez a strapabíró, rugalmas, könnyű műanyag a fürdőruhákon és a sportruházaton át a horgászzsinórig és gitárhúrig mindenben megjelenik. A legtöbb nejlon nem piezoelektromos. De bizonyos típusú nejlonok rendelkeznek ezzel a tulajdonsággal – csak akkor és csakis akkor, ha először rábírják, hogy egy bizonyos kristályszerkezetet alkossanak. Ezt a különleges szerkezetet hosszú, vékony szálként bevinni „nehéz és kihívást jelent” – jegyzi meg Asadi. De a csapata nemrég megtalálta a módját ennek.

Először a kutatók erős savban feloldották a nylon pelletet. Ezután az elektrospörgésnek nevezett technikával egy nagyon vékony szálat a folyadékból kilőttek a tűből. A szál szárad, amikor egy tányérra kerül.

Az első alkalommal, amikor a csapat ezt kipróbálta, a szárított szál nem volt piezoelektromos. A probléma? „A savas molekulák szeretnek a nejlon belsejében maradni” – magyarázza Asadi. „Rendkívül boldogok és nyugodtak. Nem akarnak kimenni. ”

Tehát hozzáadott egy másik összetevőt. Az úgynevezett aceton ugyanaz a cucc a legtöbb körömlakklemosóban. Ez a vegyi anyag szárítás közben kivezette a savat a nejlonszálból. Asadi azt mondja: „Mintha azt mondaná a savnak:„ Rendben, jó munka. Ön feloldotta [a nejlont]. Most ideje távozni. ”

Hogy bemutassa, hogy új szálaik piezoelektromosak, Asadi összekapcsolta a belőlük készült szőnyeget az áramkörhöz. Ezt követően egy diák a tenyerére tette a szőnyeget. Kezének kinyitása és becsukása elég volt az áramtermeléshez.

Közel sem volt elég a mobiltelefon feltöltése. „Bárcsak így lenne” – mondja Asadi. De szerinte sokkal több munkával lehetséges lenne egy ilyen bravúr. Asadi csapata október 23-án leírta eredményeit az Advanced Functional Materials-ban.

Ez volt az egyik első teszt, amely megmutatta, hogy a nejlonszálak képesek a testmozgásokat elektromos árammá alakítani. És ez elég izgalmas a legtöbb kutató számára.