لباسی که از حرکات بدن برق تولید می‌کند

پارچه‌ای که توسط محققان دانشگاه فناوری نانیانگ ساخته شده، یک دستگاه جمع‌آوری انرژی است که ارتعاشات تولید شده از کوچک‌ترین حرکات بدن در زندگی روزمره را به برق تبدیل می‌کند.

دانشمندان دانشگاه فناوری نانیانگ، سنگاپور(NTU سنگاپور) یک "پارچه" کشسان و ضد آب ساخته‌اند که انرژی تولید شده از حرکات بدن را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.

به گزارش ایسنا و به نقل از ساینس‌دیلی، یکی از اجزای مهم در این پارچه، پلیمری است که وقتی فشرده می‌شود، فشار مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. علاوه بر این از فیبر مصنوعی اسپندکس(Spandex) کشسان به عنوان لایه پایه در آن استفاده شده است و در این پارچه مواد لاستیک مانند به کار رفته تا محکم، انعطاف‌پذیر و ضد آب باشد.

در یک آزمایش اثبات مفهوم که در مجله علمی "Advanced Materials" در ماه آوریل منتشر شد، تیم دانشگاه فناوری نانیانگ سنگاپور نشان دادند که ضربه زدن به یک قطعه ۳ در ۴ سانتی متری از این پارچه می‌تواند انرژی الکتریکی لازم برای روشن کردن یک لامپ ال‌ای‌دی ۱۰۰ وات را فراهم کند.

شستن، تا کردن و مچاله کردن پارچه باعث کاهش عملکرد آن نشد و این پارچه می‌توانست خروجی الکتریکی پایدار خود را تا پنج ماه حفظ کند و پتانسیل خود برای استفاده به عنوان یک منبع انرژی پارچه‌ای هوشمند و پوشیدنی را نشان دهد.

پروفسور "لی پوی سی"(Lee Pooi See)، دانشمند مواد که این مطالعه را رهبری کرده است، می‌گوید: تلاش‌های زیادی برای تولید پارچه یا لباس‌هایی که می‌توانند با استفاده از حرکات، انرژی تولید کنند، صورت گرفته است، اما یک چالش بزرگ در این مسیر، توسعه پارچه‌ای بوده است که پس از شستن عملکرد آن کاهش نیابد و در عین حال خروجی الکتریکی عالی خود را حفظ کند.

در این مطالعه ما نشان دادیم که نمونه اولیه پارچه ما پس از شستن و مچاله شدن به خوبی به کار خود ادامه می‌دهد. ما فکر می‌کنیم با استفاده از این پارچه می‌توان تی‌شرت تولید کرد یا آن را در کفی کفش قرار داد تا از کوچک‌ترین حرکات بدن انرژی تولید شود و این نیرو به تلفن‌های همراه منتقل شود.

نمونه اولیه این پارچه به دو صورت الکتریسیته تولید می‌کند. زمانی که تحت فشار قرار می‌گیرد(پیزوالکتریک) و زمانی که با مواد دیگر مانند پوست یا دستکش لاستیکی در تماس است یا مورد اصطکاک قرار می‌گیرد(اثر برق مالشی یا تریبوالکتریک).

برای ساخت نمونه اولیه، دانشمندان ابتدا با روش چاپ سیلک‌اسکرین(Silkscreen) و یک جوهر متشکل از نقره و استایرن-اتیلن-بوتیلن-استایرن(SEBS) یک الکترود کشسان ساختند.

این الکترود کشسان سپس به یک تکه پارچه نانوالیاف متصل می‌شود که از دو جزء اصلی تشکیل شده است: پلی وینیلیدین فلورید و کو-هگزافلوئوروپروپیلن(PVDF-HPF)، پلیمری که هنگام فشرده شدن، خم شدن یا کشیده شدن بار الکتریکی تولید می‌کند.

نتیجه‌ی کار، تولید نمونه اولیه یک پارچه است که ۲.۳۴ وات در هر متر مربع الکتریسیته تولید می‌کند که برای تامین انرژی دستگاه‌های الکترونیکی کوچک، مانند LED‌ها و خازن‌های تجاری کافی است.

دانشمندان نشان دادند که پارچه آنها می‌تواند انرژی را از طیف وسیعی از حرکات انسان با اتصال به بازو، ساق، دست و آرنج و همچنین به کفی کفش‌ها به دست آورد بدون آن که تاثیری بر حرکات فرد بگذارد.

این تیم اکنون در حال بررسی این موضوع است که چگونه یک پارچه مشابه می‌تواند برای ذخیره اشکال مختلف انرژی سازگار شود.