انقلاب پوشیدنی‌ها: دستگاهی که با حرکت انرژی تولید می‌کند!

یه نوآوری تو ساخت دستگاه جمع‌آوری انرژی پیزوالکتریکِ قابل انعطاف

دانشگاه دی‌جی‌ای‌اس‌تی (رئیس: کون وو لی) خبر داده که یه گروه تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور جانگ کیونگ-این از دپارتمان مهندسی رباتیک و مکاترونیک، یه دستگاه جمع‌آوری انرژی پیزوالکتریک سه‌بعدی و انعطاف‌پذیر ساخته‌ن که می‌تونه از حرکات بدن، برق تولید کنه. این دستگاه به عنوان یه جمع‌کننده انرژی پوشیدنی طراحی شده و می‌شه به پوست یا لباس وصلش کرد.

انواع مختلف جمع‌کننده‌های انرژی

جمع‌کننده‌های انرژی کلاً دو دسته دارن: اونایی که بر اساس اثر تریبو الکتریک کار می‌کنن و اونایی که از اثر پیزوالکتریک استفاده می‌کنن. دستگاهی که تیم پروفسور جانگ ساخته، بر پایه‌ی اثر پیزوالکتریکه و با استفاده از فعالیت‌های فیزیکی مثل کش اومدن پوست یا حرکت مفاصل، برق تولید می‌کنه.

مشکلاتی که تو جمع‌آوری انرژی هست

تو مقالات علمی، مطالعات زیادی درباره‌ی جمع‌کننده‌های انرژی پیزوالکتریک انجام شده، اما بیشترشون از مواد پیزوالکتریک ارگانیک یا کامپوزیتی استفاده می‌کنن که بازده کمی دارن. این موضوع باعث می‌شه جمع کردن مقدار کافی انرژی از حرکات بدن سخت بشه و استفاده ازشون به‌عنوان دستگاه‌های انرژی پوشیدنی رو محدود کنه.

مزایای دستگاه جدید

دستگاهی که تیم پروفسور جانگ ساخته بر پایه زیرکونات تیتانات سرب (PZT) هست که بازدهی پیزوالکتریک بالایی داره. این ویژگی باعث می‌شه این دستگاه بتونه انرژی بیشتری از حرکات بدن جمع‌آوری کنه و به عنوان یه منبع انرژی موثر برای دستگاه‌های پوشیدنی عمل کنه.

پیشرفت‌های مهم تو فناوری جمع‌آوری انرژی پیزوالکتریک

PZT (پیزوالکتریک زیرکونیوم تیتانیوم) عملکرد پیزوالکتریک خیلی خوبی داره، ولی به‌خاطر سفت و شکننده بودنش، استفاده ازش به‌عنوان یه دستگاه انعطاف‌پذیر مشکله. با این حال، تیم پروفسور جانگ تونست PZT رو به یه ساختار سه‌بعدی دربیاره که در برابر تغییر شکل مقاوم هست و در عین حال بازدهی انرژی بالا و انعطاف‌پذیری رو هم حفظ می‌کنه.

اونا همچنین یه طراحی جدید برای الکترودهای خاص انحنای دستگاه ارائه کردن که الکترودها رو به قسمت‌های مختلف تقسیم می‌کنه تا انرژی الکتریکی دستگاه هدر نره. این نوآوری باعث افزایش بازدهی انرژی تا 280 برابر بیشتر از جمع‌کننده‌های انرژی پیزوالکتریک انعطاف‌پذیر سنتی شده.

پروفسور جانگ دراین‌باره گفت: «توسعه این فناوری جمع‌آوری انرژی پیزوالکتریک انعطاف‌پذیر با بازدهی بالا، یه دستاورد بزرگه.» و اضافه کرد: «ما انتظار داریم این فناوری، بعد از تجاری‌سازی، به کارایی عملی جمع‌کننده‌های انرژی پوشیدنی منجر بشه.»

این تحقیق با حمایت برنامه‌های تحقیقاتی STEAM بنیاد ملی تحقیق کره و برنامه‌های تحقیقاتی آینده‌نگر و دیجیتال بیو NAVER انجام شده. نتایج این تحقیق تو ماه دسامبر تو نشریه ACS NANO، که یکی از مجلات معتبر جهانی تو زمینه نانوساینس هست، منتشر شد.

“`