تامین نیروی فناوری پوشیدنی با ژنراتور پوستی

عصرایران؛ محمد مهدی حیدرپور - با استفاده از پوست انسان به عنوان یکی از منابع تامین نیرو، یک ژنراتور انعطاف پذیر جدید می تواند جنبش های عضلانی را به نیروی لازم برای دستگاه های الکترونیکی کوچک تبدیل کند. این دستگاه که به اندازه یک تمبر پستی است از الکتریسیته ساکن برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی سود می برد. 

به گزارش "گروه علم و فناوری" عصرایران، چنین ژنراتوری می تواند زمینه ساز معرفی انواع جدیدی از حسگرهای پوشیدنی باشد که بی نیاز از باتری هستند و به جای آن نیروی خود را از فعالیت های روزانه کاربر مانند راه رفتن، صحبت کردن یا در دست گرفت یک شی تامین می کنند.

این دستگاه جدید که توسط پژوهشگران دانگشاه ملی سنگاپور معرفی شده می تواند هنگامی که به آرامی با یک انگشت لمس می شود جریانی 90 ولتی را تولید کند. "چنگ‌کو لی"، استاد مهندسی برق و رایانه و همکاران وی نشان داده اند که این دستگاه جدید می تواند به عنوان یک حسگر پوشیدنی با قدرت تامین نیروی خود برای ردیابی حرکات و فعالیت های کاربر به کار گرفته شود.

دیر زمانی است که پژوهشگران در تلاش برای ساخت نانوژنراتورهایی هستند که از حرکات بدن برای تامین نیروی ایمپلنت های پزشکی و دستگاه های الکترونیکی دیگر استفاده می کنند. در همین راستا، پژوهشگران مرکز جورجیا تک از مواد پیزوالکتریک که تحت تنش مکانیکی انرژی الکتریکی تولید می کند، استفاده کرده اند. اما در سال 2012 آنها نوع جدیدی از ژنراتور مبتنی بر الکتریسیته ساکن را معرفی کردند.

در پدیده اصطکاک القایی که به نام اثر برق مالشی شناخته می شود بار الکتریکی هنگامی که دو سطح متفاوت در تماس نزدیک با یکدیگر قرار می گیرند، شکل می گیرد. هنگامی که این اتصال جدا می شود اختلاف پتانسیل ایجاد شده و جریان برق بین آنها شکل می گیرد که با استفاده از یک الکترود قابل جمع آوری است.

پوست فراوان‌ترین سطح در بدن انسان است و یک انتخاب طبیعی برای یکی از لایه های برق مالشی است. بر همین اساس، ساخت دستگاه تسهیل می شود زیرا نیاز به ساخت یکی از لایه ها برطرف می شود. همچنین، پوست به عنوان یک ماده برق مالشی تمایل بالایی به دادن الکترون یا دریافت بار مثبت دارد که اگر لایه های دیگر عمدا به گونه ای انتخاب شوند که تمایل به دریافت بار منفی داشته باشند در بهبود عملکرد دستگاه نقش مهمی ایفا می کند.

پژوهشگران برای آن لایه منفی هزاران ساختار ستون مانند بسیار ریز در یک لایه لاستیکی سیلیکون انعطاف پذیر ایجاد کرده اند. آنها در قسمت پایین ورق لاستیکی یک فیلم طلا با ضخامت 50 نانومتر بکار گرفتند که به عنوان الکترود دستگاه عمل می کند. ستون ها مساحت سطح دستگاه که با پوست در تماس است را افزایش می دهند که اصطکاک را افزایش داده و از این رو جریان برق تولید می شود.

شایان ذکر است، در جریان آزمایش های صورت گرفته دستگاه به ساعد و گلو متصل شده و حرکات مشت و صحبت کردن به ترتیب 7.3 ولت و 7.5 ولت برق تولید کرده اند. 

برای خواندن مطالب بیشتر در زمینه علم و فناوری به اینجا مراجعه کنید. 

کشف یک زبان پنهان در مغز

تماشاخانه

دو دقیقه از اولین رویارویی انسان با هوش مصنوعی در سینما - 60 سال قبل (تماشا کنید)

دو دقیقه از فیلم وسترن که دستور زبان دوئل سینمایی را تغییر داد (تماشا کنید)

فیلم های دیگر