3 فوریه 2021توسط انجمن شیمی آمریکا
یک کوله پشتی نمونه ، انرژی را از راه رفتن برای تأمین انرژی الکترونیک به میزان کوچک را فراهم می کند و باعث می شود بارها سبک تر شوند. کوهنوردان ، سربازان و کودکان مدرسه همه با وزن کوله پشتی سنگین آشنا هستند. اما اکنون ، محققان نمونه اولیه ای را ایجاد کرده اند که نه تنها باعث می شود بارها حدود 20٪ سبکتر شود ، بلکه انرژی حاصل از حرکات انسان را برای تأمین انرژی الکترونیک نیز جمع می کند. این کوله پشتی جدید ، گزارش شده در ACS Nano ، به ویژه برای ورزشکاران ، کاوشگران و ماموران نجات حوادث که در مناطق دور افتاده و بدون برق کار می کنند ، می تواند مفید باشد.
کوله پشتی ها در زندگی روزمره به طور گسترده ای برای حمل بار بدون دست استفاده می شود. با گذشت زمان ، می تواند باعث درد کمر و گردن شود. همچنین ، کوله پشتی ها در مناطق بیابانی (یا حتی کسانی که در شهرهایی که دسترسی شارژر ندارند) می توانند کیسه ای آرزو کنند که بتواند انرژی مکانیکی راه رفتن برای تأمین انرژی دستگاههای الکترونیک قابل حمل یا حسگرهای نظارت بر سلامت را بدست آورند. پیش از این ، محققان از نانو ژنراتورهای تریبوالکتریک (TENG) – دستگاه های کوچکی که انرژی مکانیکی را به برق تبدیل می کنند – برای ساخت کوله پشتی های انرژی زا استفاده می کردند ، اما این کیسه ها خروجی نسبتاً کمی داشتند و مزایای اضافی مانند سبک شدن بار و جذب شوک را نداشتند. ژونگ لین وانگ ، جیا چنگ و همکارانش می خواستند نمونه اولیه ای را طراحی کنند که این محدودیت ها را پشت سر بگذارد.
محققان برای صرفه جویی در انرژی و جذب شوک ، دو الاستومر را که در حالت کشیده و منقبض شده اند ، در کوله پشتی قرار دادند و کیف را هنگام راه رفتن ثابت نگه داشتند. این منجر به حدود 20٪ کاهش نیرو ی مصرف شده توسط فرد استفاده کننده می شود. در همین حال ، حرکت بین قاب کوله پشتی و بار آن هنگام پیاده روی ، TENG را برای تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریسیته با کارایی 14٪ سوق داد. محققان نشان دادند که این وسیله می تواند LED ها ، ساعت الکتریکی و لوله های فلورسنت را تأمین کند.
محققان می گویند ، با غلبه بر برخی از چالش ها مانند بهبود بازده تبدیل انرژی ، کوله پشتی به عنوان منبع نیرویی برای وسایل الکترونیکی پوشیدنی و قابل حمل در مقیاس کوچک ، GPS و حسگرهای مراقبت های بهداشتی ، امیدوار کننده است.
