Yakında, gittiğimiz yerlerde cihazlarımızı şarj etmek için priz aramak zorunda kalmayacağız. Bunun yerine cihazlar, vücuda tutturulduğunda parmaklarımızın bükülmesiyle veya diğer basit hareketlerle elektrik üretebilen küçük ve ince bir plakadan şarj olacaklar.
Bu fikir, Buffalo Üniversitesi Yarı İletkenler Enstitüsü (IoP) ve Çin Bilim Akademisi (CAS) tarafından yürütülen ortaklaşa bir araştırmanın ürünü. Bir tür triboelektrik nanojeneratör olan bu plaka, 31 Ocak’ta Nano Energy dergisinde yayınlanan bir çalışmada tanımlandı.
” UB (University of Buffalo) Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu Elektrik Mühendisliği Bölümü’nde Profesör olan ortak yazar Qiaoqiang Gan, “Kimse bir elektrik prizine bağlı kalmayı ya da elinde taşınabilir bir şarj cihazıyla dolaşmayı sevmez. İnsan vücudu zaten bol miktarda enerji kaynağıdır. Neden kendi enerjimizi üretmek için kendi gücümüzü kullanmıyoruz diye düşündük” diyor. Triboelektrik şarj işlemi, belirli malzemelerin farklı olan başka bir malzeme ile temasa geçtikten sonra elektrikle şarj olduğunda ortaya çıkar. Aslında günlük statik elektriğin çoğu triboelektriktir.
Araştırmacılar, triboelektrik etkisini kullanan çok sayıda nanojeneratör önerdiler fakat çoğunun ya (karmaşık litografi gerektirdiği için) imalatı zordu ya da maliyeti yüksekti. UB ve CAS ekibinin geliştirdiği plaka, bu endişelerin her ikisinin de üstesinden gelmekteydi.
Bu plaka, iki ince altın tabakanın arasına koyulmuş polidimetilsiloksandan (aynı zamanda PDMS, kontak lenslerde kullanılan silikon bazlı polimerlerde, oyun hamurlarında ve diğer ürünlerde bulunur) oluşur.
Basit Parmak Hareketleri
Cihazın sırrı, altın tabakalardan birinin gerilip serbest bırakıldıktan sonra yıpranmasında ve minyatür bir dağ sırasına benzeyen şekillerin oluşturulmasında saklıdır. Kuvvet yeniden uygulandığında zaman, örneğin parmaklar büküldüğünde,bu hareket altın katmanlar ve PDMS arasında sürtünmeye yol açar.
Çalışmanın bir diğer ortak yazarı Çin Bilim Akademisi Yarı İletkenler Enstitüsü’nden Prof. Dr. Yun Xu,” Bu hareket elektronların altın tabakalar arasında ileri ve geri akmasına neden oluyor ve sürtünme arttıkça daha yüksek miktarda elektrik üretiliyor” açıklamasını yaptı.
Çalışma 1.5 cm uzunluğunda ve 1cm genişliğinde küçük bir plakayı tarif ediyordu. Bu plaka, aksimum 124 volt gerilim, maksimum 10 mikroamper akım ve santimetre kare başına 0.22 mWatt maksimum güç yoğunluğu sağladı. Bu güçte bir elektrik akıllı bir telefonu hızla şarj etmek için yeterli değildi; ancak eş değerde 48 kırmızı LED ışığı çalıştırabildi.
Araştırmanın ortak yazarları arasında Yarı İletkenler Enstitüsü’nden ve Çin Bilim Akademisi’nden Huamin Chen ve Buffalo Üniversitesi’nden doktora öğrencisi Nan Zhang de yer aldı.
Söz konusu küçük altın plaka kolayca üretilebildiği için, doktora öğrencisi olan Zhang, lisans öğrencilerinden oluşan ve görevleri plakanın performansını iyileştirmek olan bir ekibi yönetiyor. Ekip, gerildiğinde ya da katlandığında daha fazla elektrik üretebilen daha büyük ve daha geniş boyuttaki altın parçalarını kullanmayı planlıyor.
Araştırmacılar ayrıca plaka tarafından üretilen enerjiyi depolayabilecek taşınabilir bir pil üzerinde çalışıyorlar.
Sistemin pek çok giyilebilir ve kendi kendine çalışabilen elektronik cihazlar için bir güç kaynağı görevi göreceğini öngörüyorlar.
Kaynak: Science Daily
