นักวิจัยจากสวิตเซอร์แลนด์กำลังเจาะแหล่งพลังงานที่ไม่คาดคิดอยู่ใต้เท้าของเรา นั่นคือพื้นไม้
เครื่องกำเนิดนาโนช่วยให้ไม้สร้างพลังงานจากการเดินเท้าของเรา
พวกเขายังปรับปรุงไม้ที่ใช้ในเครื่องกำเนิดนาโนด้วยการเคลือบซิลิโคนและนาโนคริสตัลที่ฝังอยู่ ส่งผลให้อุปกรณ์มีประสิทธิภาพมากขึ้น 80 เท่า—เพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับหลอดไฟ LED และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก
ทีมงานเริ่มต้นด้วยการเปลี่ยนไม้ให้เป็น
เครื่องนาโนเจนเนอเรเตอร์โดยการประกบไม้สองชิ้นระหว่างอิเล็กโทรด
เช่นเดียวกับถุงเท้าที่ยึดเสื้อที่เพิ่งออกจากเครื่องอบผ้า ชิ้นไม้จะถูกชาร์จด้วยไฟฟ้าผ่านการสัมผัสและการแยกตัวเป็นระยะๆ เมื่อเหยียบ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าผลกระทบไทรโบอิเล็กทริก
อิเล็กตรอนสามารถถ่ายโอนจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ปัญหาหนึ่งในการทำเครื่องกำเนิดนาโนจากไม้
ผู้เขียนอาวุโส
Guido Panzaarasa หัวหน้ากลุ่มในตำแหน่งศาสตราจารย์ของ Wood Materials Science กล่าวว่า “ไม้นั้นมีลักษณะเป็นไตรโบนูตอล “มันหมายความว่าไม้ไม่มีแนวโน้มที่แท้จริงที่จะได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอน” สิ่งนี้จำกัดความสามารถของวัสดุในการผลิตกระแสไฟฟ้า “ดังนั้นความท้าทายคือการผลิตไม้ที่สามารถดึงดูดและสูญเสียอิเล็กตรอนได้” Panzarasa อธิบาย
เพื่อเพิ่มคุณสมบัติของไทรโบอิเล็กทริกของไม้ นักวิทยาศาสตร์ได้เคลือบไม้ชิ้นหนึ่งด้วยพอลิไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS) ซึ่งเป็นซิลิโคนที่รับอิเล็กตรอนเมื่อสัมผัส ขณะที่ทำงานอีกชิ้นหนึ่งของไม้ด้วยผลึกนาโนที่ปลูกในแหล่งกำเนิดซึ่งเรียกว่าซีโอลิติก อิมิดาโซเลต เฟรมเวิร์ก-8 (ZIF) -8).
ZIF-8 ซึ่งเป็นเครือข่ายไฮบริดของไอออนโลหะและโมเลกุลอินทรีย์มีแนวโน้มที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนมากขึ้น พวกเขายังทดสอบไม้ประเภทต่างๆ เพื่อดูว่าไม้บางชนิดหรือทิศทางการตัดไม้อาจส่งผลต่อคุณสมบัติของไทรโบอิเล็กทริกโดยทำหน้าที่เป็นโครงนั่งร้านที่ดีกว่าสำหรับการเคลือบ
ที่เกี่ยวข้อง: แฟนฟุตบอลสามารถกินถ้วยกาแฟของพวกเขาหลังจากที่พวกเขาจิบเสร็จแล้ว
นักวิจัยพบว่าเครื่องสร้างนาโนไทรโบอิเล็กทริก
ที่ทำด้วยไม้สปรูซแบบเรเดียลซึ่งเป็นไม้ทั่วไปสำหรับการก่อสร้างในยุโรป มีประสิทธิภาพดีที่สุด
การรักษาร่วมกันช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านาโนไทรโบอิเล็กทริก: ผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าไม้ธรรมชาติถึง 80 เท่า เอาต์พุตไฟฟ้าของอุปกรณ์ยังมีเสถียรภาพภายใต้แรงคงที่นานถึง 1,500 รอบ
นักวิจัยพบว่าต้นแบบพื้นไม้ที่มีพื้นผิวเล็กกว่ากระดาษเล็กน้อยสามารถผลิตพลังงานได้มากพอที่จะขับเคลื่อนหลอดไฟ LED ในครัวเรือนและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก เช่น เครื่องคิดเลข พวกเขาประสบความสำเร็จในการจุดหลอดไฟด้วยต้นแบบเมื่อผู้ใหญ่ที่เป็นมนุษย์เดินบนนั้นและเปลี่ยนฝีเท้าให้เป็นไฟฟ้า
มากกว่า: ไนต์คลับในสกอตแลนด์จะดึงพลังจากนักเต้นมาเสริมพลังให้กับสถานที่
“เป้าหมายของเราคือแสดงให้
เห็นถึงความเป็นไปได้ในการปรับเปลี่ยนไม้ด้วยขั้นตอนที่ค่อนข้างเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเพื่อให้เป็นไม้ไตรโบอิเล็กทริก” Panzarasa กล่าว
“โก้เก๋มีราคาถูกและพร้อมใช้งานและมีคุณสมบัติทางกลที่ดี แนวทางการทำงานค่อนข้างง่าย และสามารถปรับขนาดได้ในระดับอุตสาหกรรม มันเป็นเรื่องของวิศวกรรมเท่านั้น”
นอกจากจะมีประสิทธิภาพ ยั่งยืน และสามารถปรับขนาดได้ นาโนเจนเนอเรเตอร์นาโนที่พัฒนาขึ้นใหม่ยังรักษาคุณลักษณะที่ทำให้ไม้มีประโยชน์สำหรับการออกแบบตกแต่งภายใน รวมถึงความทนทานเชิงกลและโทนสีอบอุ่น
นักวิจัยกล่าวว่าคุณลักษณะเหล่านี้
อาจช่วยส่งเสริมการใช้เครื่องกำเนิดนาโนไม้เป็นแหล่งพลังงานสีเขียวในอาคารอัจฉริยะ พวกเขายังกล่าวอีกว่าการก่อสร้างด้วยไม้สามารถช่วยลดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยการแยก CO2 ออกจากสิ่งแวดล้อมตลอดอายุการใช้งานของวัสดุ
ขั้นตอนต่อไปสำหรับ Panzaras และทีมงานของเขาซึ่งผลงานได้รับการตีพิมพ์ใน วารสาร Matterคือการเพิ่มประสิทธิภาพเครื่องนาโนด้วยสารเคลือบทางเคมีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและง่ายต่อการใช้งาน “แม้ว่าในตอนแรกเราจะเน้นไปที่การวิจัยขั้นพื้นฐาน แต่ในที่สุด การวิจัยที่เราทำควรนำไปสู่การนำไปใช้ในโลกแห่งความเป็นจริง” Panzarasa กล่าว
