Aleksandra Stanisławska
Matrix – ludzie hodowani w kokonach jako źródło energii dla maszyn
Naukowcy stworzyli materiał, który może wytwarzać energię poprzez kontakt z naszą skórą i zasilać urządzenia noszone na ciele, jak inteligentne zegarki czy opaski telemetryczne.
Pamiętacie scenę z „Matrixa”, w której widać wielką hodowlę egzystujących w kokonach ludzi, sprowadzonych do roli baterii dla maszyn? Wygląda na to, że proroctwo z „Matrixa” się spełniło i nasze ciała już wkrótce będą mogły zasilać urządzenia elektryczne. Grozą powiało, ale nic z tego – nie będziemy Was tu straszyć. Co więcej, uważamy, że to, co się dzieje, stwarza dla nas doskonałą perspektywę uwolnienia się od uciążliwych baterii zasilających podręczną elektronikę.
Płytka wytwarzająca ładunek elektryczny w kontakcie z ludzką skórą. Fot. Narodowy Uniwersytet Singapuru
Przełomem, na który czekamy, może się okazać niepozorna, elastyczna płytka krzemowa opracowana przez naukowców z Narodowego Uniwersytetu Singapuru. Dzięki aktywności naszych mięśni może ona wytwarzać elektryczność statyczną, wykorzystując ją do zasilania niewielkich gadżecików noszonych na ciele, takich jak choćby opaski telemetryczne Fitbit czy Jawbone.
Wynalazek jest tak wydajny, że płatek wielkości znaczka pocztowego może wytworzyć prąd o napięciu 7,5 V wyłącznie dzięki takim aktywnościom jak chodzenie, mówienie, trzymanie czegoś czy zginanie nadgarstka. Naukowcy twierdzą, że jeśli będziemy stukać palcem w płytkę, wygenerujemy napięcie sięgające 90 V i 0,8 mW mocy – tyle energii wystarcza do zasilenia nawet 12 diod LED. Tak długo, jak będziemy coś robić, zapewnimy sobie zasilanie dla gadżetów noszonych przy ciele.
Urządzenie wynalezione w Singapurze działa dzięki elektryzacji – temu samemu zjawisku, które podnosi nam niekiedy włosy na głowie. Pojawia się ono wtedy, gdy dwie różne powierzchnie wchodzą w bezpośredni kontakt, pocierając o siebie, wskutek czego następuje przemieszczenie ładunku między nimi.
Wynalazek z Singapuru opiera się na unikalnym materiale zbudowanym z tysięcy drobnych pręcików umieszczonych na giętkim krzemowym podłożu. Pręciki zwiększają powierzchnię materiału, dzięki czemu może on wytwarzać większe tarcie. Ocierając się o ludzką skórę, wytwarza ładunki elektryczne. Są one odprowadzane dzięki odgrywającej rolę elektrody warstwie złota o grubości 50 nanometrów, którą pokryte są pręciki.
– W procesie elektryzowania skóra ma skłonność do oddawania elektronów, wskutek czego staje się dodatnio naładowana. Oczekiwane efekty osiągniemy wtedy, kiedy ta druga, ocierająca się o nią powierzchnia będzie mieć tendencję do wytwarzania ładunku ujemnego – powiedział Lokesh Dhakar, doktorant z Narodowego Uniwersytetu Singapuru, w rozmowie z serwisem IEEE Spectrum.
Tak więc, uściślając, maszyny tym sposobem nie będą „zasysać” z nas energii, tylko używać naszej skóry do wytwarzania jej poprzez tarcie. Zespół wynalazców z Singapuru testuje obecnie ten system na przedramionach lub szyjach ochotników, zasilając w ten sposób niewielkie sensory. W planach ma skonstruowanie rozwiązania mogącego zasilić nie tylko drobne gadżety z rodzaju wearables, ale też smartfony czy nawet laptopy.
Singapurczycy nie są pierwszymi, którzy skonstruowali generatory oparte na zjawisku elektryzacji – w 2013 roku zespół badaczy ze Stanów Zjednoczonych zbudował większe i dysponujące większą mocą urządzenie, które wykorzystywało w roli elektrody tlenek cyny indu. Urządzenie to jest jednak dużo mniej elastyczne od najnowszego rozwiązania, wskutek czego gorzej „współpracuje” z ludzką skórą.
Źródło: IEEE Spectrum
Polecamy też:
Dlaczego kabel od słuchawek smartfonowych jest zawsze splątany?
Dlaczego mój głos brzmi inaczej, kiedy słyszę go z nagrania?