Singapore phát triển loại vải biến chuyển động cơ thể thành điện năng
21/06/2022
Chia sẻ
Các nhà khoa học từ NTU của Singapore đã phát triển một loại 'vải' có thể biến chuyển động của cơ thể thành điện năng…
Đại học Công nghệ Nanyang của Singapore (NTU) và Viện Công nghệ California ở Mỹ đã cùng nhau phát triển một loại 'vải' mới, có thể co giãn và không thấm nước để biến đổi những chuyển động của cơ thể thành năng lượng điện.
Một thành phần quan trọng có trong vải là polyme. Khi được ép hoặc vắt, loại vải này sẽ chuyển ứng suất cơ học thành năng lượng điện. Lớp nền của vải làm bằng thun co giãn tích hợp với vật liệu giống như cao su để tạo sự chắc chắn, linh hoạt và không thấm nước.
Trong một thí nghiệm được báo cáo trên tạp chí khoa học Advanced Materials vào tháng 4, các nhà khoa học của NTU đã chỉ ra rằng, việc chạm vào một mảnh vải có kích thước 3cm x 4cm sẽ tạo ra đủ năng lượng điện để thắp sáng 100 bóng đèn LED.
Các nhà khoa học cho biết, việc giặt, gấp và vò vải cũng không gây ra bất kỳ sự suy giảm hiệu suất nào và chất liệu này có thể duy trì sản lượng điện ổn định trong tối đa 5 tháng.
Giáo sư Lee Pooi See, người dẫn đầu cuộc nghiên cứu chia sẻ: “Đã có nhiều nỗ lực phát triển vải hoặc quần áo có thể thu được năng lượng từ những chuyển động, nhưng một thách thức lớn là phát triển một thứ không bị suy giảm chức năng sau khi giặt đồng thời vẫn giữ được sản lượng điện tuyệt vời. Trong nghiên cứu của mình, chúng tôi đã chứng minh rằng, nguyên mẫu của chúng tôi tiếp tục hoạt động tốt sau khi giặt và vò. Chúng tôi nghĩ rằng nó có thể được dệt thành áo phông hoặc tích hợp vào đế giày để thu năng lượng từ những chuyển động nhỏ nhất của cơ thể, dẫn điện đến các thiết bị di động”
THU THẬP MỘT NGUỒN NĂNG LƯỢNG THAY THẾ
Loại vải tạo ra điện do nhóm NTU phát triển là một thiết bị thu năng lượng để biến các rung chuyển được tạo ra từ những chuyển động cơ thể nhỏ nhất trong cuộc sống hàng ngày thành điện năng.
Để chế tạo nguyên mẫu của loại vải này, các nhà khoa học đã tạo ra một điện cực có thể co giãn bằng cách in lụa bằng một loại “mực” bao gồm bạc và styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS), một vật liệu giống như cao su được tìm thấy trong đồ chơi cho trẻ mọc răng, giúp dễ co giãn hơn và không thấm nước.
Sau đó, điện cực co giãn này được gắn vào một mảnh vải sợi nano được tạo thành từ hai thành phần chính: poly (vinylidene fluoride) - co -hexafluoropropylene (PVDF-HPF), một loại polymer tạo ra điện tích khi nén, uốn cong hoặc kéo căng; và perovskites không chì, một vật liệu đầy hứa hẹn trong lĩnh vực pin mặt trời và đèn LED.
Nghiên cứu sinh của NTU, Jiang Feng giải thích rằng: “Việc nhúng perovskites vào PVDF-HPF làm tăng sản lượng điện của nguyên mẫu. Trong nghiên cứu của mình, chúng tôi đã chọn perovskites không chứa chì như một lựa chọn thân thiện hơn với môi trường". Sản phẩm ra đời là một loại vải nguyên mẫu tạo ra 2,34 watt trên mỗi mét vuông - đủ để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ, chẳng hạn như đèn LED và tụ điện thương mại.
MINH CHỨNG CHO KHÁI NIỆM
Để kiểm chứng loại vải nguyên mẫu của họ có thể hoạt động như thế nào, các nhà khoa học của NTU đã thực hiện bằng cách dùng tay chạm liên tục vào mảnh vải 3cm x 4cm để có thể phát sáng 100 đèn LED hoặc sạc các tụ điện khác nhau, đó là những thiết bị lưu trữ năng lượng điện và được tìm thấy trong các thiết bị như điện thoại di động.
Vải cho thấy độ bền và độ ổn định tốt, các đặc tính điện không bị suy giảm sau quá trình giặt, gấp và vò. Nó cũng tiếp tục tạo ra sản lượng điện ổn định liên tục lên đến năm tháng.
Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng, vải của họ có thể khai thác năng lượng từ một loạt các chuyển động của con người bằng cách gắn nó vào cánh tay, chân, bàn tay và khuỷu tay, cũng như đế giày và làm như vậy mà không ảnh hưởng đến việc di chuyển của người dùng.
Ý tưởng thu năng lượng trên vải này được xây dựng dựa trên công việc của nhóm NTU, nhằm xem xét năng lượng tạo ra trong môi trường có thể được thu gom như thế nào. Nhóm nghiên cứu này gần đây cũng đã phát triển một loại phim được gắn trên mái nhà hoặc tường có khả năng khai thác năng lượng tạo ra từ gió hoặc những giọt mưa rơi xuống phim.
Hiện tại, nhóm các nhà khoa học đang xem xét, điều chỉnh để thu thập các dạng năng lượng khác nhau trên cùng một loại vải.
Các nhà khoa học vừa công bố lần đầu tiên sử dụng virus được thiết kế bằng trí tuệ nhân tạo (AI) để điều trị cho một bệnh nhân...
Đưa máy chủ xuống đáy biển để tận dụng nước biển làm mát và điện gió ngoài khơi đang mở ra hướng phát triển mới cho hạ tầng dữ liệu tại Trung Quốc. Tuy nhiên, tác động lâu dài đến hệ sinh thái biển và hiệu quả kinh tế của mô hình này vẫn cần được đánh giá thêm...
Một nghiên cứu mới cho thấy trí tuệ nhân tạo (AI) có thể giúp tối ưu hóa thuật toán lượng tử, giảm đáng kể số phép toán cần thiết. Điều này mở rộng cuộc đua lượng tử từ chế tạo phần cứng sang khả năng phát triển, kiểm chứng và ứng dụng những thuật toán hiệu quả hơn…
Trung Quốc vừa đạt bước tiến trong việc mở rộng vùng phủ sóng Internet vệ tinh do nước này tự phát triển tới các khu vực địa cực, qua đó tiến gần hơn tới mục tiêu tự chủ liên lạc tại những nơi có điều kiện kết nối đặc biệt khó khăn...
Singapore đang chuyển trọng tâm phát triển công nghệ lượng tử từ nghiên cứu sang thử nghiệm ứng dụng, với sự tham gia của doanh nghiệp quốc tế, mạng lưới startup và nguồn đầu tư của chính phủ.
Tuần lễ Công trình Xanh và Giao thông Xanh Việt Nam 2026 sẽ diễn ra ngày 8–9/12 tại Hà Nội, tập trung kết nối công nghệ, giải pháp và nguồn lực thúc đẩy chuyển đổi xanh trong ngành xây dựng và giao thông...
Hà Nội định hướng hỗ trợ nông dân, hợp tác xã ứng dụng công nghệ số theo hướng thực hành trực tiếp, xuất phát từ nhu cầu sản xuất thực tế. Thành phố đặt mục tiêu kết nối dữ liệu, giảm kê khai trùng lặp và chi phí cho người sản xuất…
Xuất khẩu chất bán dẫn của Việt Nam tăng trưởng kép 31,8% mỗi năm trong giai đoạn 2006–2025. Trong bối cảnh AI và trung tâm dữ liệu thúc đẩy nhu cầu chip, vị trí của Việt Nam trong chuỗi cung ứng khu vực cũng đặt ra yêu cầu cao hơn về kết nối và logistics…
Thỏa thuận hợp tác giữa CMC và LOTTE Innovate góp phần tăng cường kết nối giữa các doanh nghiệp công nghệ Việt Nam và Hàn Quốc, đồng thời mở ra triển vọng phát triển kinh doanh cho hai bên.
Việc kết hợp năng lực của một tập đoàn bảo hiểm với một tập đoàn công nghệ được kỳ vọng sẽ mở ra những giải pháp bảo vệ toàn diện hơn, thuận tiện hơn, đồng thời góp phần thúc đẩy các mô hình bảo hiểm gắn với công nghệ và chuyển đổi số tại Việt Nam.