تحقیقات جدید انرژی حرکت را مهار می کند

25 آوریل 2022- توسط دانشگاه نورثامبریا

اصطکاک بین مواد پیچیده با شکل‌های هرمی از پیش طراحی‌شده، که برای ساخت حسگر استفاده می‌شود، می‌تواند انرژی کافی برای تامین انرژی دستگاه‌های پوشیدنی تولید کند. اعتبار: دانشگاه نورثومبریا

جمع آوری انرژی از حرکات روزانه بدن انسان و تبدیل آن به انرژی الکتریکی مفید، محور تحقیق جدیدی است که پروفسور دانشگاه نورثومبریا در آن مشارکت دارد.دانشگاهیان دانشگاه پلی‌تکنیک نورث وسترن در چین، با حمایت پروفسور ریچارد فو از نورثامبریا، طراحی منحصربه‌فردی را برای حسگرهایی ایجاد کرده‌اند که قادر به استفاده از حرکات انسان مانند خم شدن، پیچش و کشش هستند تا دستگاه‌های فناوری پوشیدنی از جمله ساعت‌های هوشمند و ردیاب‌های تناسب اندام را تامین کنند.

سنسورهای فشار خودکار یکی از اجزای کلیدی مورد استفاده در این دستگاه های الکترونیکی هوشمند هستند که امروزه در حال افزایش است. سنسورها می توانند بدون نیاز به منبع تغذیه خارجی کار کنند.

تشخیص شرایط سلامتی و اندازه گیری عملکرد در ورزش از جمله کاربردهای بالقوه این نوع حسگرها است. در نتیجه، آنها کانون تحقیق و توسعه گسترده هستند، اما تولید با سنجش عملکرد، انعطاف‌پذیری و سطح کافی از قدرت مورد نیاز برای فناوری پوشیدنی همچنان چالش برانگیز است.

یک مقاله تحقیقاتی جدید منتشر شده در Advanced Science توضیح می دهد که چگونه تیمی به رهبری پروفسور ویژنگ یوان، پروفسور هونگ لانگ چانگ و استادیار کای تائو از دانشگاه پلی تکنیک نورث وسترن (NPU) با پروفسور فو برای ایجاد راه حل کار کرده اند.

روش جدید آنها شامل استفاده از مواد پیچیده با اشکال هرم از پیش طرح‌شده برای ایجاد اصطکاک در برابر پلیمر سیلیکونی معروف به پلی‌دی‌متیل سیلوکسان یا PDMS است. این اصطکاک یک اثر خود نیرو یا تریبوالکتریک ایجاد می کند که می تواند انرژی موجود برای تامین انرژی یک دستگاه پوشیدنی را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.

پروفسور Tao از NPU توضیح داد: “این منجر به یک حسگر لمسی خود نیرو با تحمل محیطی گسترده و عملکرد حسگری عالی می شود و می تواند تغییرات فشار ظریف را با اندازه گیری تغییرات سیگنال خروجی تریبوالکتریک بدون منبع تغذیه خارجی تشخیص دهد. طراحی سنسور آزمایش شده و قادر به کنترل وسایل الکتریکی و دست های رباتیک با شبیه سازی حرکات انگشت انسان است که پتانسیل آن را برای استفاده در فناوری پوشیدنی تایید می کند.”

پروفسور فو افزود: این حسگر خودکار مبتنی بر هیدروژل فرآیند ساخت ساده ای دارد اما با انعطاف پذیری فوق العاده، شفافیت خوب، پاسخ سریع و پایداری بالا.