تشکیل برق از حرکات بدن؛ گسترش فناوری جدیدی با 280 برابر راندمان بیشتر_تونل زمان

محققان کره جنوبی دستگاه جذب انرژی زیاد کارآمدی ساخته‌اند که از حرکات بدن برق تشکیل می‌کند. بازدهی تبدیل انرژی این دستگاه 280 برابر زیاد تر از دستگاه‌های پیزوالکتریک (Piezoelectric) معمولی است.

بر پایه گزارش Interesting Engineering، دستگاه محققان مؤسسه علم و فناوری DGIST کره جنوبی می‌تواند حرکات بدن را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. این دستگاه از تاثییر پیزوالکتریک یا فشاربرقی منفعت گیری می‌کند، اتفاق‌ای که در مواد خاصی در جواب به تنش مکانیکی بار الکتریکی تشکیل می‌کنند؛ یعنی فعالیت‌هایی همانند راه‌ رفتن، خم‌ شدن یا حتی حرکات ظریف را می‌توان برای تشکیل برق مهار کرد.

دستگاه تبدیل حرکات بدن به برق

مواد پیزوالکتریک در توزیع بار خود دارند عدم تقارن ذاتی که هنگامی تحت سختی مکانیکی، همانند خم‌ شدن یا کشش قرار می‌گیرند، افزایش می‌یابد و تبدیل جدایی چندین دفعه و تشکیل انرژی الکتریکی در سراسر ماده می‌بشود. یقیناً مفهوم برداشت انرژی از طریق تاثییر پیزوالکتریک تازه نیست اما به‌علت محدودیت‌هایی در خواص مواد و طراحی دستگاه‌ها تا بحال کاربردی نشده است.

برای مثال تعداد بسیاری از مواد پیزوالکتریک قوی، همانند تیتانات زیرکونات سرب (PZT)، ذاتاً سفت و شکننده‌اند و به همین علت نمی‌توان به‌صورت انعطاف‌پذیر و راحت در دستگاه‌های پوشیدنی از آنها منفعت گیری کرد. محققان DGIST به‌تازگی از طریق مهندسی مواد بر این مانع تسلط کردند.

آنها ساختار سه‌بعدی جدیدی ابداع کردند که امکان منفعت گیری از PZT را به‌صورت انعطاف‌پذیر و کششی فراهم می‌کند. این ساختار علتمی‌بشود بتوان از خواص پیزوالکتریک این مواد در گجت‌های مناسب بدن انسان منفعت برد.

علاوه‌براین، محققان مطرح الکترود جدیدی معارفه کردند که با جلوگیری از اتلاف بارهای الکتریکی تولیدشده در حرکت، جذب انرژی را کارآمد می‌کند. به حرف های محققان، بازده تبدیل انرژی این دستگاه 280 برابر زیاد تر از دستگاه‌های پیزوالکتریک دیگر است.

یافته‌های این پژوهش در ACS Nano انتشار شده است.