تولید انرژی از روی حرکت انسان

0
17


تولید انرژی از روی حرکت انسان

محققان ایرانی موفق به ساخت دستگاه ارزیابی کننده خاصیت پیزوالکتریک الیاف شده اند که می تواند انرژی مکانیکی حاصل از راه رفتن فرد را به انرژی الکتریکی تبدیل کند.

علم و صنعت طی سال های اخیر دستخوش تغییرات بسیاری شده اند که این امر تأثیر شگرفی بر زندگی بشر گذاشته است. توسعه سریع فناوری باعث شده شاخه های علمی مختلف علم به شدت به یکدیگر نزدیک شوند. یکی از دستاوردهای فناوری مدرن سازه های لیفی هوشمند است که در حوزه های مختلفی به کار می رود. یکی از کلیدی ترین مواد تشکیل دهنده سازه های لیفی پیزوالکتریک ها هستند، موادی با قابلیت تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی و برعکس.

تولید الیاف منعطف با خاصیت پیزوالکتریک

پیزوالکتریک در حالت عادی طرد و شکننده است و نمی توان از آن در تولید منسوجات و لباس استفاده کرد. به همین دلیل دانشمندان به دنبال مواد جدیدی بودند که علاوه بر خواص مواد پیزوالکتریک، انعطاف پذیری بالایی نیز داشته باشد. یک محقق ایرانی به نام محمدسجاد سرایانی بافقی طی پروژه دوره کارشناسی ارشد خود موفق به تولید لایه الیاف منعطفی شده که توانایی تبدل انرژی الکتریکی و مکانیکی به یکدیگر را دارد.

وی با به کارگیری نانوالیاف و نوعی پلیمر پیزوالکتریک به نام «پی دی دی اف» لایه الیافی با انعطاف پذیری بالا تولید کرده که قابلیت تبدیل انرژی الکتریکی و مکانیکی به یکدیگر را دارد. نمونه اولیه این الیاف ساخته شده اما صنعت تمایلی به توسعه این فناوری ندارد، البته شرکت های خاصی در حال کار روی این الیاف منعطف با خاصیت پیزوالکتریکی هستند.

دستگاهی برای سنجش خروجی الیاف پیزوالکتریکی

این الیاف پیزوالکتریکی در صنایع مختلفی کاربرد دارد، به همین دلیل سرایانی طی تحصیل در دوره دکتری به اندازه گیری طول عمر این لایه الیافی و میزان کارامدی آن در صنایع مختلف پرداخت. همچنین در این حین به دنبال کشف کاربردهای جدیدی برای این لایه الیافی با خاصیت پیزوالکتریکی بود. وی با همکاری یکی از دانشجویان مقطع دکتری دانشکده الکترونیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر برای نخستین بار در جهان دستگاهی برای ارزیابی خروجی لایه های الیاف پیزوالکتریک ساخت.

به گفته سرایانی؛ این لایه ها از نانوالیاف پیزوالکتریکی ساخته شده اند که در حالت عادی خروجی بسیار پایینی دارند، به همین دلیل اندازه گیری خروجی آنها بسیار دشوار است. بنابراین برای اندازه گیری خروجی این لایه های الیافی به ابزار دقیقی نیاز بود. دستگاه ارزیابی کننده خاصیت پیزوالکتریک توانایی اندازه گیری خروجی الکتریکی لایه ها را دارد. این دستگاه مشابه خارجی یا داخلی ندارد. درواقع تا پیش از این دستگاهی برای اندازه گیری خروجی لایه های الیافی وجود نداشت.

مزیت های دستگاه ارزیابی کننده خاصیت پیزوالکتریک

یکی از نخستین کارهای انجام شده با استفاده از دستگاه ارزیابی کننده خاصیت پیزوالکتریک، برداشت انرژی از حرکت انسان بود. بدین ترتیب می توان لباسی طراحی کرد که انرژی مکانیکی حاصل از راه رفتن را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. سپس از این انرژی الکتریکی برای شارژ کردن وسایل الکترونیک کوچک مانند ساعت هوشمند و گوشی همراه استفاده کرد.

کاربرد الیاف پیزوالکتریکی تنها به صنعت نساجی محدود نمی شود و می توان از این فناوری در بخش های دیگر نیز استفاده کرد. برای مثال از این فناوری برای ساخت داربست های سلولی استفاده می شود که می توان سرعت رشد آنها را مهندسی کرد. نمونه صنعتی این دستگاه ارزیابی کننده خاصیت پیزوالکتریک ساخته شده و در حال حاضر محققان و پژوهشگران از دانشگاه های سراسر کشور از آن برای پیشبرد پروژه های تحقیقاتی خود استفاده می کنند.

دقت اندازه گیری این دستگاه ارزیابی کننده خاصیت پیزوالکتریک میکرو ولت و نانوآمپر است. چنین دستگاهی برای نخستین بار در جهان و به دست محققان ایرانی ساخته شده است با این حال صنعتگران داخلی علاقه ای به سرمایه گذاری روی این محصول ندارند چراکه کالاهای فعلی مشتری دارند، بنابراین نیاز به معرفی محصولات هوشمند به بازار وجود ندارد. ستاد توسعه فناوری نانو برای تجاری سازی این دستگاه ارزیابی کننده اقداماتی انجام داده اما محصول نهایی هنوز به تجاری سازی نرسیده است.

منبع :
رکنا

منبع : برخط نیوز

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید