Batterifri smart legetøj bevæger sig tættere på kommerciel virkelighed

Gummiænder kan snart være i spidsen for en elektronisk revolution. I ACS Bæredygtig kemi og teknik , forskere rapporterer, at de har brugt specialiserede nanogeneratorer, der samler energi fra mekaniske vibrationer til at omdanne hvinende badekammerater og andre konventionelle børns legetøj til 'smart' elektronik. De siger, at fundet kan have brede kommercielle anvendelser, hvilket fører til udvikling af batterifri, selvdrevet legetøj, medicinske sensorer og andet udstyr.

I en alder af 4, stort set alle børn har haft kontakt med et elektronisk legetøj eller en mobil enhed, ifølge American Academy of Pediatrics. At holde disse enheder blinke og bippe er kedeligt, kræver ofte hyppig opladning eller batteriskift. Forskere har undersøgt alternative måder at producere og lagre energi til disse enheder på uden at bruge batterier. En lovende tilgang indebærer brug af triboelektriske nanogeneratorer, eller TENG'er. TENG'er opsamler elektriske ladninger fra friktion, ligner den statiske, der bygger op på en ballon, når den gnides mod en persons hoved. TENG'er forstærker og konverterer denne biomekaniske energi til en brugbar form. Imidlertid, Det har været en udfordring at opstarte disse enheder til kommercielle applikationer, muligvis på grund af lav energilagring og konverteringseffektivitet. For at løse nogle af disse spørgsmål, Sang-Jae Kim og kolleger ved Jeju National University i Sydkorea forsøgte mere effektivt at udnytte energien fra TENG'er og bruge den til at omdanne traditionelt legetøj til kommercielt levedygtigt, selvdrevne 'smarte' legetøj.

Forskerne designede og inkorporerede TENG'er-fremstillet med aluminiumselektroder og en miljøvenlig silikone-lignende film mellem dem-i gummiænder og klappende legetøj. Klemme eller ryste legetøjet alternativt adskilt og bringe elektroderne i kontakt med film, skaber en elektrisk ladning. Når den er aktiveret, TENG'erne høstede nok biomekanisk energi til at belyse flere LED -lys, der var fastgjort til hvert legetøj. TENG'erne var holdbare, tyder på, at de kunne fungere i betydelige perioder. Forskerne konkluderer, at deres unikke tilgang kan omdanne traditionelt legetøj til interaktive batterifrie, og øger udsigten til succesfuldt at bruge TENG'er kommercielt i andre "smarte" gadgets, herunder medicinsk udstyr og bærbar elektronik.