روشن کردن یازده LED تنها با حرکت دست!

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، نانوژنراتور‌های زیست سازگار و مقرون به صرفه می‌توانند برق را از ارتعاشات پیرامون تولید کرده و آن‌ها را برای استفاده در اختیار دستگاه‌های الکترونیکی قرار دهند.

دانشمندان یک نانوژنراتور ساده، مقرون به صرفه، سازگار با محیط‌زیست و شفاف ساخته‌اند که می‌تواند از ارتعاشات اطراف برای تولید انرژی الکتریکی مورد نیاز دستگا‌ها استفاده کند.

جستجوی منابع انرژی تجدیدپذیر با کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن یکی از فوری‌ترین چالش‌ها به دلیل افزایش تهدید گرم شدن کره زمین و بحران انرژی است. برخی از روش‌های نامتعارف تولید برق شامل روش‌های پیزوالکتریک، ترموالکتریک و الکترواستاتیک است که در دستگاه‌هایی مانند صفحات لمسی، نمایشگر‌های الکترونیکی و ... استفاده می‌شود.

نانوژنراتور‌های تریبوالکتریک (TENG) از انرژی مکانیکی به شکل ارتعاشات موجود در محیط برای تولید برق استفاده می‌کنند. نانوژنراتور‌های تریبوالکتریک برداشت انرژی براساس اصل ایجاد بار‌های الکترواستاتیکی از طریق تماس فیزیکی دو ماده غیرمشابه کار می‌کنند. در این ادوات تولید اختلاف پتانسیل هنگام ایجاد عدم تطابق بین دو سطح تماس از طریق یک نیروی مکانیکی عامل تولید برق است. در این ساز و کار الکترون‌ها بین فیلم‌های رسانای دارای پوششی از جنس لایه‌های تریبو حرکت می‌کنند. روشی که تا به امروز برای طراحی ژنراتور‌های تریبوالکتریک به کار رفته است از روش‌های ساخت گران‌قیمت مانند فوتولیتوگرافی یا اچ یونی واکنش‌پذیر و فرآیند‌های دیگر مانند آماده‌سازی الکترود و ... استفاده می‌کند.

شانکار رائو و تیم او از مرکز علوم نانو و مواد نرم بنگالورو در هند، یک نانوژنراتور تریبوالکتریک شفاف طراحی کرده‌اند که با استفاده از پلی اورتان‌های ترموپلاستیک (TPU) به شکل نانوالیاف الکتروریسی شده یا به‌عنوان یک فیلم تخت همراه با پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) به‌عنوان لایه‌های تریبو این نانوژنراتور‌های تریبوالکتریک ساخته شده است. نانوالیاف پلی اورتان‌های ترموپلاستیک از روش الکتروریسندگی (ES) بدست می‌آیند. آن‌ها از روش تیغه دکتر (Doctor’s blade) نیز در این فناوری استفاده کرده‌اند، روشی معمول که در آن مواد از طریق یک تیغه و بستر تولید شده و در نهایت یک لایه نازک یکنواخت به‌دست می‌آید. در دسترس بودن آسان ماده فعال و سادگی فرآیند ساخت، آن را نسبت به روش‌های ساخت فعلی موجود مقرون به صرفه می‌کند. نانوژنراتور تریبوالکتریک حاصل، بسیار کارآمد و مقاوم بوده و در کارکرد طولانی مدت، خروجی قابل توجهی دارد.

نتایج این پروژه در نشریه Journal of Nanoscience and Nanotechnology منتشر شده است.

نانوژنراتور تریبوالکتریک ساخته شده در این پروژه می‌تواند یازده LED را با ضربه زدن آرام و ملایم روشن کند و می‌تواند گزینه مناسبی برای استفاده در اپتوالکترونیک، دستگاه‌های خودکار و سایر کاربرد‌های زیست پزشکی باشد.