درست است که تجهیزات پوشیدنی که انرژی خود را از حرکت دریافت می کنند ایده جدیدی به شمار نمی روند اما ماده اولیه ای که در دانشگاه رایس هیوستون ساخته شده باعث بهبود عملکرد این تجهیزات شده است.
به گزارش سرویس ترجمه نساجی امروز، جیمز تور از دانشگاه رایس، گرافن القا شده با لیزر(LIG) را در تجهیزات کوچک و فاقد فلز تولید کننده الکتریسیته، به کار گرفته است.
در تماس قرار دادن کامپوزیت های LIG با سایر سطوح می تواند مشابه مالش یک بادکنک بر موی سر ایجاد الکتریسیته ساکن کند که می توان از آن برای تولید برق در وسایل مختلف استفاده کرد.
به دلیل اثر برق مالشی که در آن ماده ای خاص در اثر تماس با ماده ای دیگر باردار می شود، می توان از بارهای سطحی انباشته شده در تولید برق استفاده کرد.
محققان به صورت آزمایشی یک نوار تا شده از گرافن القا شده با لیزر را به رشته ای از دیودهای نوری متصل کرده و مشاهده کردند که ضربه زدن به نوار باعث تولید انرژی کافی برای روشن شدن آن می شود.
استفاده از یک تکه بزرگ تر از گرافن القا شده در یک فلیپ فلاپ(نوعی مدار الکترونیکی) باعث می شود تا شخصی که آن ابزار را پوشیده با هر قدم تولید انرژی کند چون تماس مداوم کامپوزیت گرافن با پوست جریانی ایجاد می کند که با آن می توان یک خازن کوچک را شارژ کرد.
تور می گوید با این روش می توان تنها با برداشتن گام های محکم تر و فشار بیشتر پاشنه پا به زمین در طول قدم زدن و یا افزایش حرکت نوسانی بازوها، تجهیزات کوچک را شارژ کرد.
گرافن القا شده با لیزر از حرارت دهی مواد شیمیایی با لیزر بر روی سطح یک پلیمر یا سایر مواد اولیه و بر جای ماندن تکه های کوچک کربن دو بعدی متصل به هم، تولید می شود. در آزمایشگاه دانشگاه رایس گرافن را نخست بر روی پلی آمید معمول تولید کرده و سپس آن را به گیاهان، مواد غذایی، کاغذ و چوب بسط داده اند.
پلی آمید، چوب پنبه و سایر مواد اولیه در آزمایشگاه به الکترودهای LIG تبدیل شده و عملکرد عالی آن ها در تولید انرژی و مقاومتشان در برابر سایش و برش مورد تایید قرار می گیرد.
گرافن القا شده با لیزر که از پلی آمید تریبوالکتریک منفی تولید می شود را در حالت تا شده همراه با یک پوشش محافظ از پلی یورتان که به عنوان یک ماده تریبوالکتریک مثبت نیز عمل می کند، اسپری می کنند. زمانی که الکترودها در کنار هم قرار می گیرند، الکترون ها از پلی آمید به پلی یورتان منتقل می شوند.
تماس و جداسازی بعدی باعث ایجاد بار می شود که از طریق یک مدار خارجی قابل ذخیره سازی است که این باعث ایجاد توازن مجدد بین بارهای استاتیک می شود. این گرافن قابلیت تولید حدود یک کیلوولت را دارد و پایداری و دوام خود را پس از 5000 بار خم شدن نیز حفظ می کند.
بهترین شکل از الکترودهای کامپوزیت پلی آمید-LIG و آلومینیوم قادر به تولید ولتاژی بیشتر از 5/3 کیلوولت هستند و پیک قدرت آن ها نیز بیشتر از 8 میلی وات است.
به گفته مایکل استنفورد محقق ارشد دانشگاه رایس با قرار دادن این نانوژنراتور درون یک مدار فلیپ فلاپ امکان ذخیره 22/0 میلی ژول انرژی الکتریکی پس از طی مسافت یک کیلومتر وجود دارد. این میزان از انرژی برای تامین نیروی حسگرهای پوشیدنی و اجزای الکترونیکی کافی است.