ساخت نوعی پارچه که انرژی تولید می‌کند.
رادیو ایلیاد
ساخت نوعی پارچه که انرژی تولید می‌کند
مجله علمی ایلیاد - نوعی پارچه ساخته شده از نانو لوله‌های کربنی با پوشش ژله‌ای می‌تواند همان چیزی باشد که ما برای دریافت انرژی از محیط پیرامون خود نیاز داریم؛ در غیر این صورت، این انرژی به هدر می‌رود. نخ‌های ماده‌ای معروف به «توئیسترون» قابلیت‌های نویدبخش و امیدوار کننده‌ای را در آزمایشگاه نشان داده است، اما شاید روزی به مولدهای انرژی تبدیل شوند که انرژی را از بدن ما، اسباب و مبلمان یا محیطی وسیع‌تر جمع می‌کنند.
«کارتر هاینس» محققی از دانشگاه تگزاس در دالاس است که گروه بین‌المللی او موفق به ایجاد و توسعه‌ی این فناوری شده است. هاینس گفت: «ساده‌ترین راه برای تصور مولدهای توئیسترون این است که نخی را بکشید تا کش بیاید.» مفهوم دریافت مقادیر کوچک انرژی از گرمای محیط، امواج رادیویی یا حرکت انسان برای تامین انرژی وسایل الکترونیکی جیبی‌مان دیگر چیز تازه‌ای نیست.
جای تعجب ندارد که ما درصدد تحقق این ایده برآمده‌ایم؛ چرا که دنیای ما با امواج الکترومغناطیسی سطح پایین، اصطکاک و نوسان دما همراه است که می‌توان از آن‌ها در راستای اهداف مشخص استفاده کرد. اما هدف اصلی ما ساخت ماده‌ای است که بتواند این انرژی را در چنگ خود بیاورد و تا حد امکان قدرتمند، ارزان و کارآمد باشد. شاید توئیسترون حرف آخر را نزند، اما قطعاً فناوری نویدبخشی محسوب می‌شود. مکانیزم تولید برق این پارچه بسیار ساده است. توده‌ای از اتم‌های کربن به درون لوله‌ها هدایت می‌شوند؛ لوله‌هایی که ۱۰ هزار برابر نازک‌تر از ضخامت موی انسان هستند.
چندین نمونه از این نانو لوله‌های کربنی به یکدیگر دوخته شده و در هم می‌پیچند و این عامل بر قابلیت ارتجاعی آن‌ها می‌افزاید. تکه ریسمانی در هم پیچ خورده را تصور کنید که می‌توان آن‌را کش داد و سپس به حالت عادی بازگرداند. وقتی آن‌را با محلول الکترولیت پوشش بدهیم، چیزی مثل آب نمک، شکلِ در حال تغییر آن باعث حرکت نانو لوله‌های کربنی به اطراف می‌شود. لذا بارها آرایش جدیدی را برای تولید ولتاژ به‌دست می آورند.
محققی به نام «نا لی» اظهار داشت: «اساسا، این نخ‌ها را می‌توان «اَبَرخازن» نیز نامید. در خازنی عادی، از انرژی برای افزودن بارها به خازن استفاده می‌شود. اما در مورد ما، وقتی نخ نانو لوله‌ی کربنی را به محلول الکترولیت می‌گذارید، نخ‌ها از خودِ الکترولیت تاثیر می‌پذیرند. هیچ ولتاژ یا باتری خارجی هم مورد نیاز نیست.»
بار تولید شده با کش دادن نخ بسیار جالب توجه است؛ با توجه به اینکه اساساً طولی از نخ کربنی است. البته راه‌های کارآمدتری برای تولید این نوع بار وجود دارد، اما استفاده از موادی به همراه چیزی متحرک می‌تواند دسترسی به انرژی را در مکان‌هایی فراهم آورد که باتری‌ها یا نیروهای خورشیدی وسایل راحت و مناسبی نیستند. آقای لی گفت: «علاقمندان بسیاری برای استفاده از انرژی‌های تلف شده وجود دارد تا آرایه‌های حسگر توزیع شده را تامین انرژی کنند.»
محققان توئیسترون را به پیراهنی دوختند و دریافتند که تنفس عادی برای تولید بار کفایت می‌کند. آن‌ها نخ بلند و نازک ۱۰ سانتی‌متری را به بادکنکی وصل کردند و سپس تغییر ولتاژ آن‌را به هنگام افزایش و کاهش امواج مورد اندازه‌گیری قرار دادند. خروجی این کار، ۱.۷۹ مگاوات برق بود که مقدار بدی نیست.
محققی به نام «ری بافمن» بیان کرد: «اگر مولدهای انرژی توئیسترون، با هزینه‌ی ازرانی ساخته شوند، شاید روزی بتوانند مقدار عظیمی انرژی را از امواج اقیانوس دریافت کنند.» این دریافت کننده‌های انرژی نانولوله‌ی کربنی می‌توانند به مقدار کافی نیروی لازم برای کاوشگر اقیانوسی را تامین نمایند تا ارتباطات رادیویی به ایستگاه گزارش ارسال شوند. در حال حاضر، تولید این فناوری ساده و ارزان نیست و هنوز جا دارد تا گام‌های بعدی در این راستا برداشته شود.»
فناوری نانولوله‌ی کربنی در بسیاری دیگر از حوزه‌ها کاربردهای مختلفی دارد. شاید روزی در آینده‌ای نه چندان دور بتوانید با لباس جدید توئیسترونی‌تان گوشی‌های هوشمند خود را شارژ کنید. این مقاله در مجله science منتشر شده است.
نوشته: مایک کرا
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد