A viselhető elektronikus eszközök népszerűsége az elmúlt években rohamosan nőtt, különösen az egészségügyben. Ezek azonban még mindig kihívásokkal küzdenek energiaellátás téren, hiszen az akkumulátoraik rövid élettartamúak, és az újratöltésük gyakran kényelmetlen. A vezeték nélküli energiaátviteli módszerek pedig korlátozott hatótávolságuk miatt nehézkesek.
Az energiaellátási problémák megoldására kifejlesztettek egy új, papíralapú eszközt, amely a levegőben lévő nedvességet használja áramtermelésre.
Ez az innováció egy különleges papírépítményen alapul, amely képes a vízmolekulákat ionokra bontani, elektromos töltést létrehozva. A kutatók szerint ez a módszer stabil és hatékony energiatermelést biztosít, ami különösen fontos lehet érzékelők, gyógyszeradagolók és elektromos stimulációs eszközök esetében – írta meg az Interesting Engineering.
„Jelenleg a technikák időben nagyon rendszertelenek, helyileg véletlenszerűek és nem hatékonyan alakítanak át” – mondta Choi. „Azért érdekelt ez a téma, mert a levegőnkben lévő nedvesség mindenütt jelen van, és rájöttem, hogy a nedvességből történő energiagyűjtés nagyon egyszerű.”
Papír alapú hordható eszköz, amely a levegőből áramot termel. (Fotó: Binghamton University)
A papíralapú eszköz baktériumspórákat használ funkcionális csoportként, amelyek a vízmolekulák ionokra bontását segítik elő.
A speciálisan kialakított papír különleges kapilláris szerkezettel rendelkezik, amely elnyeli a baktériumspórákat és létrehozza az elektromos töltést.
Az eszközön alkalmazott, egyik oldalán hidrofób, másik oldalán hidrofil Janus papírréteg segíti a nedvesség felszívódását és megtartását, ami folyamatos áramellátást biztosít.
Choi már több éve dolgozik a papertronics területén, amely teljesen papírból készült, rugalmas és környezetbarát eszközök fejlesztésére irányul. Ez a technológia nem csak az energiatermelés, de az újrahasznosíthatóság szempontjából is nagy előrelépést jelenthet. A kutató célja az eszközök miniaturizálása is, amellyel az energiasűrűség növelhető, és olyan új technikák, mint például az origami formálás alkalmazhatóvá válhatnak.
Choi célja olyan eldobható eszközök kifejlesztése, amelyek nem szennyezik a környezetet elektronikai hulladékkal. Szerinte a papír kiváló alapanyag erre a célra, mivel rövid ideig használható, majd egyszerűen eldobható, és lebomlik.
Az új technológia nem egyedülálló. Az ausztráliai Új-Dél-Walesi Egyetem (UNSW) kutatói szintén dolgoznak egy hasonló megoldáson, amely baktériumok által termelt fehérjeszálak segítségével a levegő nedvességéből generál áramot.
Kiemelt kép forrása: Canva
G. Sziszi
