نانوپوشاکی که حرکات مکانیکی را تبدیل به الکتریسیته می‌کنند

مهندسان دانشگاه کالیفرنیا نانوالیاف جمع‌آوری‌کننده‌ی انرژی ساخته‌اند که می‌توانند روزی به‌صورت البسه بافته‌ شوند. این نانوتولیدکننده‌های الکتریسیته، خواص پیزو‌الکتریک دارند. این خاصیت به آنها اجازه می‌دهد که انرژی تولید‌شده در سرتاسر تنش‌ها، کشش‌ها و پیچش‌های مکانیکی، را تبدیل به الکتریسیته کنند.

مهندسان دانشگاه کالیفرنیا نانوالیاف جمع‌آوری‌کننده‌ی انرژی ساخته‌اند که می‌توانند
روزی به‌صورت البسه بافته‌ شوند. این نانوتولیدکننده‌های الکتریسیته، خواص پیزو‌الکتریک
دارند. این خاصیت به آنها اجازه می‌دهد که انرژی تولید‌شده در سرتاسر تنش‌ها، کشش‌ها
و پیچش‌های مکانیکی، را تبدیل به الکتریسیته کنند.

 

لیوی‌لین، استاد مهندسی مکانیک در دانشگاه کالیفرنیا و سرپرست این گروه
تحقیقاتی، گفت: این فناوری می‌تواند به تدریج تبدیل به پوشاک هوشمندی شود
که میتواند با استفاده از حرکات طبیعی بدن، انرژی لازم برای افزاره‌های
الکترونیکی قابل‌حمل را فراهم کنند. به دلیل اینکه این نانوالیاف از پلی‌وینیل‌ایدن
فلورید، یا PVDF، ساخته می‌شوند، انعطاف‌پذیر می‌باشند و نسبتاً ارزان و
آسان ساخته می‌شوند.

لین ادامه می‌دهد که به ‌دلیل اینکه این نانوالیاف بسیار کوچک می‌باشند، ما
می‌توایم بدون هیچ تغییر قابل حسی در راحتی استفاده‌کننده‌ی پوشاک، آنها را
در پوشاک ببافیم.

ساخت نانوتولیدکننده‌های قابل پوشیدنی که می‌توانند از حرکات مکانیکی انرژی
الکتریسیته تولید کنند، کار جدیدی نیست. دیگر گروه‌های تحقیقاتی قبلاً با
استفاده از مواد نیمه‌رسانای معدنی از قبیل اکسید روی و تیتانات باریم،
نانوتولیدکننده‌هایی ساخته‌اند. لین گفت: نانوتولیدکننده‌های معدنی- در
مقایسه با نانوتولیدکننده‌ی آلی که ما ساخته‌ایم- برای رشد در مقادیر بزرگ
سخت‌تر و شکننده‌تر می‌باشند.

این نانوتولیدکنند‌های ریز قطری برابر ۵۰۰ نانومتر دارند. این محققان مکرراً
این نانوالیاف را کشیده و پیچاندند، که در نتیجه این حرکات مکانیکی جریان
الکتریکی در محدوده‌ی ۵ تا ۳۰ میلی‌ولت و ۰٫ ۵ تا ۳ نانوآمپر تولید شد.
علاوه بر این، این مهندسان بعد از کشیدن و رهاکردن این نانوالیاف برای صد
دقیقه در یک فرکانس ۰٫۵ ‌هرتز (سیکل‌ بر ثانیه)، هیچ کاهش عملکرد قابل‌توجهی
برای آنها گزارش نکردند.

این دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا برای ساخت و قرار دادن این نانوتولید‌کننده‌های
پلیمری به فاصله‌ی ۵۰ میکرومتر از همدیگر در یک الگوی شبکه‌ای، از روش
الکتروریسندگی میدان- نزدیک استفاده کردند. این روش امکان کنترل بهتر مکان
این نانوالیاف روی یک سطح را فراهم می‌کند، و به آنها اجازه می‌دهد که این
نانوتولیدکننده‌های الیافی را به طور مناسب همراستا کنند به‌طوری که قطب‌های
مثبت و منفی، مانند قطب‌ها در یک باطری، مقابل همدیگر قرار گیرند.

این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Nano Letters منتشر کرده‌اند.