از انگشتتان برق بگیرید!
یک تیم بینالمللی از مهندسان یک وسیله کوچک برای تبدیل حرکت به یک نانو ژنراتور برای تامین نیروی دستگاههای کوچک الکترونیکی ساختهاند.
کد خبر: ۳۹۶۲۱۱
تاریخ: ۲۳ بهمن ۱۳۹۶ - ۱۵:۰۱
خبرگزاری میزان - 
به گزارش گروه فضای مجازی ، امروزه تقریبا همه چیز به گوشی هوشمند وابسته است و گاهی ناگهان متوجه میشوید که باتری گوشی همراهتان در حال اتمام است. آنگاه اگر یک دستگاه شارژر قابل حمل نداشته باشید، باید خود را به نزدیکترین پریز برق برسانید تا تلفنتان در حد قابل قبولی شارژ شود.
یک گروه متشکل از مهندسان برق و نانوتکنسینها میخواهند این سناریو را تغییر دهند و مطمئن شوند که این اتفاق هرگز تکرار نشود.
"کیائوکیانگ گن" استادیار مهندسی برق در دانشگاه "بوفالو" و سرپرست این پژوهش گفت: در صورت وجود راه دوم، هیچ کس دوست ندارد که به یک منبع برق وابسته باشد یا از یک شارژر قابل حمل استفاده کند.
وی افزود: بدن انسان یک منبع انرژی است. ما فکر کردیم که چرا از این ویژگی برای تولید قدرت استفاده نکنیم.
این تیم برای رسیدن به هدف خود، یک اثر به نام اثر "برقمالشی" (الکتریسیته تماسی) را به کار گرفت.
شارژ تماسی الکتریکی زمانی اتفاق میافتد که یک ماده با مواد مختلف تماس برقرار کند. این باعث از دست دادن و تبادل الکترونها میشود و در واقع ماده باردار میشود. اکثر افراد اثر برق مالشی را در زندگی خود تجربه کردهاند، مثلا الکتریسیته ساکن رایجترین نمونه آن است.
مهندسین دانشگاه "بوفالو" و "موسسه نیمهرساناها" (IoP) در "آکادمی چینی علوم" (CAS) به منظور بهرهبرداری از اثر برقمالشی، به جای استفاده از مقادیر زیادی از الکتریسیته تماسی، به مقیاس نانو روی آوردند.
این دستگاه مثل یک بانداژ ضخیم به نظر میرسد که روی انگشت قرار گرفته است، اما در واقع این دستگاه دارای دو لایه نازک از طلا همراه با یک پلیمر سیلیکونی موسوم به "پلیدیمتیل سیلوکسان" (PDMS) است.
"PDMS" در لنزهای تماسی و سایر محصولات رایج نیز دیده میشود.
هر زمان که کاربر، انگشت خود را در حالی که از نانوژنراتور استفاده میکند، خم کند، یک لایه از طلا کش میآید و سپس پس از صاف شدن انگشت اصطکاک با "PDMS" شکل میگیرد.
"یون زو" یکی دیگر از محققان میگوید: این کار موجب میشود که الکترونها بین لایههای طلا به عقب و جلو بروند. هرچه اصطکاک بیشتر شود، قدرت بیشتری تولید میشود.
با توجه به مطالعه، این نوار فوقالعاده کوچک است و فقط حدود ۱.۵ سانتیمتر طول و یک سانتیمتر عرض دارد که در حداکثر ظرفیت خود، ۱۲۴ ولت با حداکثر جریان ۱۰ میکروآمپ تولید میکند.
تراکم قدرت حداکثر آن طبق مطالعه ۰.۲۲ میلیوات بر سانتیمتر مربع است. با وجود اینکه این ظرفیت شارژ برای تلفن همراه کافی نیست، اما همانطور که در پژوهش انجام شد، میتواند به طور همزمان ۴۸ چراغ LED را تامین کند.
اما بزرگترین مشکل نانوژنراتور ابداعی این گروه چیست؟ تولید آن فوقالعاده دشوار است و اکثر آنها مقرون به صرفه نیستند. پس فعلا برای آن که بتوانید گوشی خود را فقط با حرکات انگشتانتان شارژ کنید برنامهریزی نکنید.
با این وجود محققان هنوز تسلیم نشدهاند. آنها در حال حاضر بر روی یک باتری قابل حمل دیگر کار میکنند تا انرژی تولید شده توسط اثر برقمالشی را ذخیره کند.
آنها همچنین به دنبال این هستند که چگونه قطعههای بزرگتر طلا بر میزان تولید برق تاثیر میگذارد و انتظار میرود که هر چه لایه طلا بزرگتر باشد، برق بیشتری میتوان تولید کرد.
محققان امیدوارند که بتوانند همراه با کاهش هزینهها، یک سیستم کامل ایجاد کنند تا به تولید انبوه آن برسند.
به گزارش گروه فضای مجازی ، امروزه تقریبا همه چیز به گوشی هوشمند وابسته است و گاهی ناگهان متوجه میشوید که باتری گوشی همراهتان در حال اتمام است. آنگاه اگر یک دستگاه شارژر قابل حمل نداشته باشید، باید خود را به نزدیکترین پریز برق برسانید تا تلفنتان در حد قابل قبولی شارژ شود.یک گروه متشکل از مهندسان برق و نانوتکنسینها میخواهند این سناریو را تغییر دهند و مطمئن شوند که این اتفاق هرگز تکرار نشود.
"کیائوکیانگ گن" استادیار مهندسی برق در دانشگاه "بوفالو" و سرپرست این پژوهش گفت: در صورت وجود راه دوم، هیچ کس دوست ندارد که به یک منبع برق وابسته باشد یا از یک شارژر قابل حمل استفاده کند.
وی افزود: بدن انسان یک منبع انرژی است. ما فکر کردیم که چرا از این ویژگی برای تولید قدرت استفاده نکنیم.
این تیم برای رسیدن به هدف خود، یک اثر به نام اثر "برقمالشی" (الکتریسیته تماسی) را به کار گرفت.
شارژ تماسی الکتریکی زمانی اتفاق میافتد که یک ماده با مواد مختلف تماس برقرار کند. این باعث از دست دادن و تبادل الکترونها میشود و در واقع ماده باردار میشود. اکثر افراد اثر برق مالشی را در زندگی خود تجربه کردهاند، مثلا الکتریسیته ساکن رایجترین نمونه آن است.
مهندسین دانشگاه "بوفالو" و "موسسه نیمهرساناها" (IoP) در "آکادمی چینی علوم" (CAS) به منظور بهرهبرداری از اثر برقمالشی، به جای استفاده از مقادیر زیادی از الکتریسیته تماسی، به مقیاس نانو روی آوردند.
این دستگاه مثل یک بانداژ ضخیم به نظر میرسد که روی انگشت قرار گرفته است، اما در واقع این دستگاه دارای دو لایه نازک از طلا همراه با یک پلیمر سیلیکونی موسوم به "پلیدیمتیل سیلوکسان" (PDMS) است.
"PDMS" در لنزهای تماسی و سایر محصولات رایج نیز دیده میشود.
هر زمان که کاربر، انگشت خود را در حالی که از نانوژنراتور استفاده میکند، خم کند، یک لایه از طلا کش میآید و سپس پس از صاف شدن انگشت اصطکاک با "PDMS" شکل میگیرد.
"یون زو" یکی دیگر از محققان میگوید: این کار موجب میشود که الکترونها بین لایههای طلا به عقب و جلو بروند. هرچه اصطکاک بیشتر شود، قدرت بیشتری تولید میشود.
با توجه به مطالعه، این نوار فوقالعاده کوچک است و فقط حدود ۱.۵ سانتیمتر طول و یک سانتیمتر عرض دارد که در حداکثر ظرفیت خود، ۱۲۴ ولت با حداکثر جریان ۱۰ میکروآمپ تولید میکند.
تراکم قدرت حداکثر آن طبق مطالعه ۰.۲۲ میلیوات بر سانتیمتر مربع است. با وجود اینکه این ظرفیت شارژ برای تلفن همراه کافی نیست، اما همانطور که در پژوهش انجام شد، میتواند به طور همزمان ۴۸ چراغ LED را تامین کند.
اما بزرگترین مشکل نانوژنراتور ابداعی این گروه چیست؟ تولید آن فوقالعاده دشوار است و اکثر آنها مقرون به صرفه نیستند. پس فعلا برای آن که بتوانید گوشی خود را فقط با حرکات انگشتانتان شارژ کنید برنامهریزی نکنید.
با این وجود محققان هنوز تسلیم نشدهاند. آنها در حال حاضر بر روی یک باتری قابل حمل دیگر کار میکنند تا انرژی تولید شده توسط اثر برقمالشی را ذخیره کند.
آنها همچنین به دنبال این هستند که چگونه قطعههای بزرگتر طلا بر میزان تولید برق تاثیر میگذارد و انتظار میرود که هر چه لایه طلا بزرگتر باشد، برق بیشتری میتوان تولید کرد.
محققان امیدوارند که بتوانند همراه با کاهش هزینهها، یک سیستم کامل ایجاد کنند تا به تولید انبوه آن برسند.
: انتشار مطالب و اخبار تحلیلی سایر رسانه های داخلی و خارجی لزوماً به معنای تایید محتوای آن نیست و صرفاً جهت اطلاع کاربران از فضای رسانه ای منتشر می شود.