نانو فييبر توليد انرژي الكتريكي از پوشاك

"نانو تكنولوژي" به گفته بسياري از محققان راه حل هاي بسيار ساده و ارزان قيمتي را در پيش روي صنعتگران و جوامع بشري قرار داده است.

پژوهشگران نانو تكنولوژي دانشگاه بركلي كاليفورنيا در پژوهشي با نام "انرژي پوشاك" موفق به مهار انرژي نانو فيبرهايي شده اند كه مي تواند در صنعت پوشاك و منسوجات بافته شده توسط نانو فيبرها تحولات گسترده اي ايجاد نمايد.

به گفته آقاي لين (Liwei Lin) استاد دانشگاه بركلي كاليفرنيا و رئيس تيم تحقيقات بين المللي "توسعه نانو موتورها در نانو فيبرها" ، اين تكنولوژي در نهايت مي تواند منجر به توليد لباسهاي الكترونيكي هوشمندي گردد كه با استفاده از حركات فيزيكي بدن انرژي الكتريكي توليد مي نمايند.

بر اساس اين تحقيقات، نانو فيبرها از ماده اوليه PVDF (Polyvinylidene Fluoride) ساخته مي شوند كه قابل انعطاف و نسبتا ارزان هستند.در اين پژوهش كه نتايج آن هنوز دقيقا محاسبه نگرديده است، به لحاظ تئوري مي توان از حركات بدن در لباس برق توليد كرد. همانطور كه مي دانيد نانو فيبرها آنقدر كوچك هستند كه حركات آنها در نسوج لباس توسط فردي كه لباس را پوشيده است احساس نمي گردد اما نانو موتورهاي بكارگرفته شده در اينگونه لباس ها مي توانند از اين حركات انرژي الكتريكي توليد نمايند. موضوع نانو ژنراتورهاي پارچه اي در بخش نامه هاي نانو (Nano Letters) مجله انجمن شيمي ايالات متحده آمريكا منتشر شده در فوريه 2010 بصورت مفصل شرح داده شده است.

همانطور كه مي دانيد تبديل انرژي مكانيكي به الكترونيكي توسط نانو ژنراتورها، موضوع جديدي نيست و پيش از اين نيز تيم پژوهشي ديگري موفق به ساخت نانو ژنراتورهايي از جنس نيمه رسانا هاي معدني مانند اكسيد روي و باريم تيتانيد شده بود. به گفته استاد لين نانو موتورهاي معدني در مقايسه با نانو موتورهايي آلي كه اين تيم پژوهشي موفق به ساخت آن شده است به مقدار قابل توجهي سخت تر و شكننده تر مي باشند.

نانو ژنراتورها با قطري كمتر از 500 نانو متر، تقريبا 100 بار كوچكتر از قطر موي انسان و 0.1 قطر الياف پارچه هاي معمولي مي باشند. محققان بارها و بارها با كشش و پيچش نانو فيبرها، موفق به دريافت خروجي الكتريكي در حدود 5 تا 30 ميلي ولت و 0.5 تا 3 نانو آمپر شده اند. با اين وجود پژوهشگران پس از كشيدن و رهاكردن نانو فيبرها به مدت 100 دقيقه در فركانس 0.5 هرتز (دور در ثانيه) هيچگونه آثاري مبني بر تخريب قابل توجه در نسوج نانو فيبرها نيافته اند.

تيم آقاي لين در دانشگاه بركلي در حوزه تكنيكهاي الكتروريسي جهت ايجاد نانو ژنراتورهاي پليمري باندازه 50 ميكرومتر در شبكه هاي جدا از هم پيشگام مي باشد. اين فناوري موجب مي گردد تا با كنترل چيدمان نانو ژنراتورها بر روي سطوح نانو فيبر و قرارگيري قطبهاي منفي و مثبت در مقابل يكديگر، همانند يك باطري بزرگ انرژي الكتريكي توليد گردد. محققان مي گويند در صورت عدم وجود چنين كنترلي در قرارگيري قطبهاي مثبت و منفي، ممكن است هر يك از نانو ژنراتورها انرژي ديگري را خنثي نموده و در نتيجه مقدار زيادي از انرژي توليد شده به هدر برود.

پژوهشگران اثبات كرده اند كه انرژي توليد شده از اين روش مي تواند تا 21.8 درصد و با ميانگين 12.5 درصد بازدهي داشته باشد. شگفت انگيز اينكه به گفته يكي از اعضاء اين تيم تحقيقاتي، دامنه راندمان موثر انرژي بدست آمده از اين نانو فيبرها 0.5 تا 4 درصد بيشتر از نوعي ژنراتور هاي آزمايشي ساخته شده از فيلمهاي PVDF فيزيو الكتريك (Piezoelectric) و 6.8 درصد بيشتر از نانو ژنراتورهاي ساخته شده از نانو سيم هاي اكسيد روي مي باشد.

http://www.berkeley.edu/news/media/r...nanogen350.jpg

آقاي لين مي گويد ما فكر مي كنيم بهره وري و راندمان توليد انرژي مي تواند در آينده بيش از اين باشد و بر طبق نتايج اوليه، روند كوچكتر شدن نانوفيبرها موجب افزايش راندمان توليد انرژي الكتريكي مي گردد كه سقف راندمان آن هنوز قابل محاسبه نيست.

شايان ذكر است بنياد ملي علوم و آژانس پروژه هاي تحقيقاتي پيشرفته دفاعي از اين تحقيقات حمايت مي نمايند.