Singapore phát triển loại vải biến chuyển động cơ thể thành điện năng
21/06/2022
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.
Chương trình mang đến cơ hội thực hành trực tiếp trên các trang thiết bị chuyên dụng, làm cầu nối giữa kiến thức học thuật và thực tiễn ngành, đặc biệt là trong khâu đóng gói và kiểm thử chip.
Sự ra đời của công nghệ truyền dẫn âm thanh thế hệ 2.0 với khả năng tích hợp Ethernet liền mạch đang trở thành mắt xích quan trọng giúp các hãng xe tối ưu hóa hạ tầng kết nối và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về giải trí đa phương tiện trên ô tô…
Trước tình trạng thiếu hụt lao động ngày càng trầm trọng, Japan Airlines đã bắt đầu thử nghiệm robot hình người tại sân bay Haneda (Tokyo) nhằm hỗ trợ các công việc mặt đất như bốc xếp hành lý và vệ sinh khoang máy bay…
Meta đang theo đuổi một hướng đi đầy tham vọng: khai thác năng lượng mặt trời ngoài không gian để cung cấp điện cho các trung tâm dữ liệu trí tuệ nhân tạo...
Máy chủ AI “made in Vietnam” là sự khẳng định cho bước chuyển từ ứng dụng công nghệ sang sản xuất công nghệ, từ tham gia thị trường sang tham gia chuỗi cung ứng...
Sau nhiều năm gần như “một mình một ngựa”, thị trường internet vệ tinh Đông Nam Á đang bước vào giai đoạn cạnh tranh thực sự khi Amazon Leo xuất hiện…
Bắc Kinh đặt mục tiêu tích hợp trí tuệ nhân tạo trên toàn hệ thống giáo dục, từ phổ thông đến học tập suốt đời, với trọng tâm cá nhân hóa học tập, hỗ trợ giáo viên và dự báo nhu cầu nhân lực trong tương lai...
Trung Quốc vừa đưa vào hoạt động một cụm siêu máy tính chuyên phục vụ “AI cho khoa học” (AI4S) tại tỉnh Hà Nam, đánh dấu bước tiến quan trọng trong chiến lược kết hợp trí tuệ nhân tạo với nghiên cứu khoa học…
Làn sóng tăng giá mạnh mẽ của các cổ phiếu điện toán lượng tử đang thu hút sự chú ý của giới đầu tư toàn cầu...
Sức khỏe thương hiệu của các ngân hàng Việt đang được dịch chuyển qua khả năng ứng dụng AI (Trí tuệ nhân tạo) để chuyển hóa trải nghiệm số thành hành vi sử dụng thực tế và thực thi chiến lược ESG (Môi trường - Xã hội - Quản trị) nhằm tạo dựng niềm tin bền vững, thay vì chỉ dựa vào mức độ nhận biết đơn thuần…