Kredit:Michigan State University
Dagen för att ladda mobiltelefoner med fingersvep och driva Bluetooth-headset helt enkelt genom att gå är nu mycket närmare.
Ingenjörsforskare från Michigan State University har skapat ett nytt sätt att skörda energi från mänsklig rörelse, med hjälp av en filmliknande enhet som faktiskt kan vikas för att skapa mer kraft. Med den billiga enheten, känd som en nanogenerator, forskarna lyckades använda en LCD-pekskärm, en bank med 20 LED-lampor och ett flexibelt tangentbord, allt med en enkel beröring eller tryckande rörelse och utan hjälp av ett batteri (klicka på respektive länk för att se en kort video av varje demonstration).
De banbrytande fynden, publiceras i tidskriften Nanoenergi , föreslå "vi är på väg mot bärbara enheter som drivs av mänskliga rörelser, sade Nelson Sepulveda, docent i el- och datateknik och ledande utredare av projektet.
"Vad jag förutser, relativt snart, är förmågan att inte behöva ladda din mobiltelefon på en hel vecka, till exempel, eftersom den energin kommer att produceras av din rörelse, sade Sepulveda, vars forskning finansieras av National Science Foundation.
Den innovativa processen börjar med en silikonwafer, som sedan tillverkas med flera lager, eller tunna ark, av miljövänliga ämnen inklusive silver, polyimid och polypropen ferroelektret. Joner tillsätts så att varje lager i enheten innehåller laddade partiklar. Elektrisk energi skapas när enheten komprimeras av mänskliga rörelser, eller mekanisk energi.
Den färdiga enheten kallas en biokompatibel ferroelektret nanogenerator, eller FENG. Enheten är tunn som ett pappersark och kan anpassas till många applikationer och storlekar. Enheten som användes för att driva LED-lamporna var handflatstor, till exempel, medan enheten som användes för att driva pekskärmen var liten som ett finger.
Fördelar som att vara lätt, flexibel, biokompatibel, skalbar, låg kostnad och robust kan göra FENG till "en lovande och alternativ metod inom området för mekanisk energiskörd" för många autonoma elektronik såsom trådlösa headset, mobiltelefoner och andra pekskärmsenheter, säger studien.
Anmärkningsvärt, enheten blir också mer kraftfull när den är ihopfälld.
"Varje gång du viker den ökar du exponentiellt mängden spänning du skapar, " Sa Sepulveda. "Du kan börja med en stor enhet, men när du viker den en gång, och igen, och igen, den är nu mycket mindre och har mer energi. Nu kan den vara tillräckligt liten för att sätta i en specialgjord häl på din sko så att den skapar kraft varje gång din häl slår i marken."
Sepulveda och hans team utvecklar teknik som skulle överföra kraften som genereras från hälstöten till, säga, ett trådlöst headset.