در دنیای امروز ، جایی که وابستگی به انرژی روز به روز در حال افزایش است ، یافتن منابع پایدار و تجدید پذیر برای برق به یکی از اصلی ترین نگرانی های دانشمندان و مهندسان تبدیل شده است. در همین راستا ، محققان دانشگاه پکن دستاورد چشمگیری را بدست آورده اند: ساخت اولین حافظه نهان لاستیکی ترموالکتریک در جهان. این ماده نوآورانه قادر به تولید برق با استفاده از بدن انسان و محیط اطراف است و پنجره جدیدی را برای آینده پوشیدنی ، پزشکی و بسیاری از صنایع دیگر باز می کند.
به گزارش تجارت اخبار ، انرژی پایدار و روشهای جدید منبع تغذیه همیشه نگرانی اصلی دانشمندان و صنایع پیشرفته بوده است. از باتری های کوچک برای دستگاه های پوشیدنی گرفته تا نیروگاه های عظیم ، همه به دنبال منابعی هستند که هم کارآمد هستند و هم محدودیت هایی مانند نیاز به شارژ مداوم یا استفاده از سوخت های فسیلی ندارند. در همین راستا ، محققان دانشگاه پکن موفق به دستیابی به یک دستاورد شگفت انگیز شدند: اولین لاستیک ترموالکتریک جهان که فقط با استفاده از گرمای بدن می تواند برق تولید کند. این نوآوری نه تنها مسیر جدیدی را در دنیای تجهیزات پوشیدنی و پزشکی باز می کند ، بلکه می تواند در آینده انرژی تجدید پذیر انقلابی ایجاد کند.
حافظه نهان لاستیکی ترموالکتریک چگونه کار می کند؟
اصل این فناوری مبتنی بر تأثیر ترموالکتریک است. پدیده ای که در آن اختلاف دما بین دو محیط منجر به تولید برق می شود. بدن انسان معمولاً دمای حدود 2 درجه سانتیگراد (0.5 فارنهایت) دارد ، در حالی که دمای محیط اغلب از 1 تا 2 درجه سانتیگراد (1 تا 2 فارنهایت) متغیر است. این اختلاف دما ساده منبع پایدار تولید برق است.
پیش از این ، بیشتر مواد ترموالکتریک بسیار شکننده بودند یا در صورت کشش بودند. تیم تحقیقاتی دانشگاه پکن توانست مطالبی را طراحی کند که علاوه بر رسانایی بالا ، دارای خاصیت ارتجاعی شبیه به لاستیک های طبیعی باشد.
ویژگی های شگفت انگیز حافظه نهان ترموالکتریک
این حافظه نهان نوآورانه با ترکیبی از پلیمرهای لاستیکی نیمه جانشین و الاستیک و یک شبکه نانوالیاف ساخته شده است که برای اطمینان از خاصیت خاصیت ارتجاعی و هدایت الکتریکی ساخته شده است. آزمایشات نشان داد که این ماده:
- تا 5 ٪ از طول اصلی آن کشیده شده است.
- هنگامی که تا 2 ٪ کشیده شود ، بیش از 2 ٪ به حالت اولیه باز می گردد. درست مثل لاستیک طبیعی.
- با استفاده از عوامل ویژه دوپینگ ، عملکرد ترموالکتریک آن در دمای اتاق به سطحی رسیده است که با مواد معدنی معمولی رقابت می کند.
این نوآوری به ویژه در زمینه الاستومرهای نوع n از اهمیت ویژه ای برخوردار است. موادی که قادر به هدایت الکترون ها و حفظ هدایت آنها حتی تحت فشار مکانیکی هستند. تاکنون چنین ویژگی هایی در سیستم های N -Type امکان پذیر نبوده است.
برنامه های گسترده و رو به جلو
به گفته لی تینگ ، یک دانشمند مادی و نویسنده مسئول این پروژه ، هدف اصلی این تیم شارژ تجهیزات پوشیدنی مانند ساعتهای هوشمند یا دستبندهای ورزشی نبود. در عوض ، این فناوری می تواند دامنه بسیار گسترده تری از برنامه ها داشته باشد:
- پوشیدنی و لباس هوشمند: لباسی را تصور کنید که نه تنها دمای بدن را تنظیم می کند ، بلکه به طور همزمان تلفن شما را شارژ می کند.
- تجهیزات پزشکیپاسخ: بیماران قلبی یا کسانی که به دستگاه های نظارت طولانی مدت نیاز دارند ، دیگر نیازی به استفاده از باتری های سنگین نخواهند داشت. این می تواند سنسورهای سبک وزن را که مستقیماً از گرمای بدن هستند تغذیه کند.
- ارتباطات از راه دور و شرایط اضطراریپاسخ: از گرمای یک آتش سوزی ساده ، می توان برق ایجاد کرد تا در صورت لزوم ارتباطات کوچک را حفظ کند.
لی تینگ تأکید کرده است که ، از لحاظ تئوری ، در صورت آسیب دیدن می تواند انرژی نامحدودی تولید کند.
طبق IE ، ساخت اولین حافظه نهان لاستیکی ترموالکتریک توسط دانشگاه پکن نقطه عطفی در راه دستیابی به انرژی های جدید و پایدار است. این دستاورد می تواند آینده صنعت پوشیدنی ، پزشکی و حتی ارتباطات را تغییر دهد. از یک طرف ، استفاده از تفاوت های دما ساده بین بدن انسان و محیط اطراف منبع بی پایان برق را فراهم می کند و از طرف دیگر ، ویژگی های الاستیک و سبک این ماده باعث می شود استفاده در زندگی روزمره آسان شود. در آینده نزدیک ، ممکن است نیازی به شارژ ساعتهای هوشمند ، دستبندهای بهداشتی یا حتی برخی از وسایل پزشکی با باتری های بزرگ نباشد و همه اینها فقط با گرمای طبیعی بدن انسان تغذیه می شوند.
