Naukowcy z Chalmers University of Technology opracowali materiał, który zamienia energię kinetyczną na energię elektryczną, we współpracy ze Szwedzką Szkołą Tekstylną w Borås i instytutem badawczym Swerea IVF. Im większy ładunek jest nanoszony na materiał tekstylny i wilgotniejszy jest, tym więcej wytwarza energii elektrycznej. Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Partner Flexible Electronics.

Badacze Chalmers, Anja Lund i Christian Müller, opracowali tkaninę, która wytwarza energię elektryczną, gdy jest rozciągnięta lub poddawana naciskowi. Tkanina może obecnie generować wystarczającą moc do zapalenia diody LED, wysyłania sygnałów bezprzewodowych lub zasilania małych jednostek elektrycznych, takich jak kalkulator kieszonkowy lub zegarek cyfrowy.

Technologia oparta jest na zjawisku piezoelektrycznym, które powoduje wytwarzanie energii elektrycznej przez odkształcenie materiału piezoelektrycznego, na przykład podczas rozciągania. W badaniu naukowcy stworzyli materiał tekstylny poprzez tkanie przędzy piezoelektrycznej wraz z przędzą elektrycznie przewodzącą, która jest niezbędna do transportu generowanego prądu elektrycznego.

„Tekstylia są elastyczne i miękkie, stają się jeszcze bardziej wydajne, gdy są wilgotne lub mokre” – mówi Lund – „Aby zademonstrować wyniki naszych badań używamy kawałka materiału w pasku na ramię torby. Im cięższa waga jest zapakowana w torbę, a im więcej torby składa się z naszej tkaniny, tym więcej energii elektrycznej uzyskujemy. Kiedy nasza torba jest załadowana 3 kilogramami książek, produkujemy ciągły sygnał wyjściowy o objętości 4 mikrometrów, co wystarcza do przerywanego zapalania diody LED. Wykonując całą torebkę z naszych tkanin, możemy uzyskać wystarczającą energię do przesyłania sygnałów bezprzewodowych.”

Przędza piezoelektryczna składa się z 24 włókien, cienkich jak pasmo włosów, przy czym każde włókno ma rdzeń przewodzący prąd elektryczny otoczony izolacyjnym i piezoelektrycznym polimerem. Podczas wytwarzania tkanina jest wystawiona na działanie silnego pola elektrycznego, co powoduje, że dodatnie i ujemne ładunki w polimerze są rozdzielane w uporządkowany sposób. Kiedy tkanina jest następnie rozciągana lub poddawana naciskowi, odkształcenie włókien powoduje reorganizację rozkładu ładunku, wytwarzając w ten sposób napięcie elektryczne. Przędza przewodząca elektrycznie jest potrzebna do utworzenia obwodu zamkniętego, przez który może przepływać prąd elektryczny.

Piezoelektryczność jest wynikiem przesunięcia rozkładu ładunku w materiale z powodu odkształcenia i można go znaleźć w materiałach biologicznych takich jak kość, białko, DNA, a także w innych rodzajach materiałów, takich jak ceramika, tworzywa sztuczne i tekstylia.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here