ناشر منبع

null فناوری پوشیدنی که انرژی‌ خود را تامین می‌کند
10:07

فناوری پوشیدنی که انرژی‌ خود را تامین می‌کند

برای پیشرفت فناوری پوشیدنی و کاربردی شدن آن، باید منابع تامین‌کننده انرژی بهبود یابند. اکنون محققان دانشگاه ایالتی میشیگان، با استفاده از جنگلی از نانولوله‌های کربنی خردشده (CNT)، راه‌حل بالقوه‌ای در این زمینه ارائه داده‌اند.

به گزارش روابط عمومی صندوق نوآوری و شکوفایی ریاست جمهوری، دانشمندان دانشگاه میشیگان، مدت‌هاست که در زمینه تولید ابرخازن‌های بسط‌ یافتنی برای تامین انرژی لوازم الکترونیکی پوشیدنی، فعال هستند و اخیرا ابرخازنی ساخته‌اند که عملکرد آن، حتی وقتی نسبت به اندازه اولیه‌اش، ‌۸۰۰ درصد گسترده می‌شود، ثابت و بدون تغییر باقی می‌ماند.

تولید این ابرخازن می‌تواند در توسعه سیستم‌های الکترونیکی انرژی منعطف، ابزارهای زیست‌پزشکی قابل پیوند در بدن و سیستم‌های بسته‌بندی هوشمند اثرگذار باشد.

مدیر این گروه تحقیقاتی می‌گوید، «کلید موفقیت تولید این روش ابتکاری ابرخازن‌ها، این است که در این طراحی به جای استفاده از یک لایه نازک تخت کاملا فشرده، از نانولوله‌های کربنی خرد شده به هم متصل که به صورت سه بعدی در کنار هم قرار گرفته‌اند، استفاده شده است».

در واقع این ابرخازن‌ها به صورت عمودی کنار هم قرار گرفته‌اند و جنگلی از نانولوله‌های کربنی خرد شده به وجود آورده‌اند و به همین دلیل می‌توانند هدایت الکتریکی را به خوبی انجام دهند و در این زمینه کارآمد، مطمئن و قوی باشند.

بیشتر مردم فناوری‌های پوشیدنی را به شکل اصلی خود مانند ابزارهای iWatch می‌شناسند که با تلفن‌های هوشمند ارتباط برقرار می‌کنند. در این نمونه از فناوری، هر دو دستگاه برای تامین انرژی به باتری نیاز دارند، اما پچ‌های درمانی هوشمند پوست را که در درمان سوختگی‌ها به کار می‌روند، در نظر بگیرید. این پچ‌ها با استفاده از این ابرخازن‌های ابتکاری، می‌توانند هنگام بررسی درمان، انرژی خود را هم تامین کنند و نیازی به استفاده از باتری نداشته باشند.

فناوری‌های الکترونیکی پوشیدنی/ بسط یافتنی که در حوزه پزشکی در حال تولید هستند، بسیار پیچیده هستند و می‌توانند خود را با سطوح نابرابر وفق دهند. در آینده این ابرخازن‌های ابتکاری می‌توانند با بافت‌ها و اندام‌های بیولوژیکی یکپارچه شده و بیماری‌ها را شناسایی کنند و روی روند درمان نظارت داشته باشند. آنها حتی می‌توانند با پزشکان ارتباط برقرار کنند، اما مشکلی که این فناوری‌ها دارند، منبع انرژی‌شان است. این ابزارها برای درست کار کردن به منبع انرژی بادوام نیاز دارند. به طور مثال استفاده از پچ‌های درمانی که به بسته‌ای از باتری‌ها نیاز دارد و در عین حال پس از مدتی کار کردن به شدت داغ می‌کند و نیاز به شارژ مجدد دارد، نمی‌تواند در حوزه پزشکی چندان کاربردی باشد.

ابرخازن محققان میشیگان که شبیه درخت کنار هم ایستاده‌اند می‌توانند برای ذخیره انرژی بسیار مناسب باشند. البته این جنگل خازن‌ها فقط ۱۰ تا ۳۰ میکرومتر ارتفاع دارد. این ابرخازن پس از اینکه منتقل و خرد شود، درست مانند یک پتو، گسترده می‌شود و می‌تواند خود را با ذرات نانویی یا طرح‌های دیگر به خوبی وفق دهد. این ابرخازن حتی می‌تواند به هر طرف تا ۳۰۰ درصد خود کشیده شود و عملکرد آن همانطور ثابت بماند. ابرخازن‌های معمولی وقتی فقط در یک جهت کشیده شوند، کارآیی خود را از دست می‌دهند.

این ابرخازن‌های ابتکاری محققان میشیگان می‌توانند انرژی بسیاری جمع و ذخیره کنند. همچنین می‌توان نانوذرات اکسید فلز را به راحتی به نانولوله‌های کربنی خرد شده آغشته کرد و عملکرد ابرخازن را حتی بیش از گذشته بهبود داد.

این روش تولید ابرخازن می‌تواند منجر به تولید ابزارهای الکترونیکی منعطفی شود که منبع انرژی خود را تامین می‌کند.

ارسال ایمیل