Fleksibel enhed fanger energi fra menneskelig bevægelse

Dagen med opladning af mobiltelefoner med fingerstryg og strømforsyning til Bluetooth-headset ved blot at gå er nu meget tættere på.

Michigan State University ingeniørforskere har skabt en ny måde at høste energi fra menneskelig bevægelse, ved hjælp af en filmlignende enhed, der faktisk kan foldes for at skabe mere kraft. Med den billige enhed, kendt som en nanogenerator, forskerne med succes betjente en LCD-berøringsskærm, en bank med 20 LED-lys og et fleksibelt tastatur, alt sammen med en simpel berøring eller trykbevægelse og uden hjælp af et batteri (klik på de respektive links for at se en kort video af hver demonstration).

De banebrydende resultater, offentliggjort i tidsskriftet Nano energi , foreslå "vi er på vej mod bærbare enheder drevet af menneskelig bevægelse, " sagde Nelson Sepulveda, lektor i el- og computerteknik og hovedefterforsker af projektet.

"Hvad jeg forudser, relativt snart, er evnen til ikke at skulle oplade din mobiltelefon i en hel uge, for eksempel, fordi den energi vil blive produceret af din bevægelse, " sagde Sepulveda, hvis forskning er finansieret af National Science Foundation.

Den innovative proces starter med en silikone wafer, som derefter er fremstillet med flere lag, eller tynde plader, af miljøvenlige stoffer, herunder sølv, polyimid og polypropylen ferroelektret. Ioner tilsættes, så hvert lag i enheden indeholder ladede partikler. Elektrisk energi skabes, når enheden komprimeres af menneskelig bevægelse, eller mekanisk energi.

Den færdige enhed kaldes en biokompatibel ferroelektret nanogenerator, eller FENG. Enheden er så tynd som et ark papir og kan tilpasses mange applikationer og størrelser. Enheden, der blev brugt til at drive LED-lysene, var på størrelse med håndfladen, for eksempel, mens den enhed, der blev brugt til at drive berøringsskærmen, var så lille som en finger.

Fordele som at være let, fleksibel, biokompatibel, skalerbar, lavpris og robust kunne gøre FENG til "en lovende og alternativ metode inden for mekanisk energihøst" for mange autonome elektronik såsom trådløse headsets, mobiltelefoner og andre enheder med berøringsskærm, siger undersøgelsen.

Bemærkelsesværdigt, enheden bliver også mere kraftfuld, når den er foldet.

"Hver gang du folder det, øger du eksponentielt mængden af ​​spænding, du skaber, " sagde Sepulveda. "Du kan starte med en stor enhed, men når du folder det én gang, og igen, og igen, den er nu meget mindre og har mere energi. Nu kan den være lille nok til at sætte en specialfremstillet hæl på din sko, så den skaber kraft, hver gang din hæl rammer jorden."

Sepulveda og hans team er ved at udvikle teknologi, der vil overføre den kraft, der genereres fra hælslaget til, sige, et trådløst headset.