به گزارش سیناپرس، محققانی از کشور سوئیس یک منبع انرژی جالب را ابداع کرده‌اند که می‌تواند درست در زیر پاهای ما، به تولید برق بپردازد. این منبع تولیدکننده انرژی که در واقع نوعی کفپوش چوبی است، دارای ژنراتورهایی در مقیاس نانو است که می‌توانند نیروی واردشده توسط قدم زدن‌های ما در خانه را به انرژی برق تبدیل نمایند.
محققان فوق برای ساخت این نانوژنراتورها، از یک پوشش سیلیکونی و نانوبلورهای جاسازی شده در چوب بهره برده‌اند که باعث شده کارآیی آن‌ها تا 80 برابر بیشتر شود، به طوری که در نمونه‌های اولیه، موفق به روشن کردن لامپ های LED از انرژی تولیدی شده‌اند.
این گروه پژوهشی که از دانشگاه ETH زوریخ و آزمایشگاه فدرال علوم و فناوری مواد سوئیس هستند، سیستم فوق را از طریق لایه بندی چوب‌ها و الکترودها با یکدیگر انجام داده‌اند. به گزارش سیناپرس، انرژی برقی که از طریق وارد شدن فشارهای متناوب به این صفحات چوبی تولید می‌شود، از پدیده ای به نام «اثر تریبوالکتریک» بهره می‌گیرد.
به گفته این محققان، «چوب در حالت عادی فاقد رسانایی است. بنابراین اصلی‌ترین چالش ما در این تحقیق آن بود که بتوانیم چوب را با تعبیه برخی مواد در آن، وادار به جذب و دفع الکترون‌ها کنیم».
آن‌ها برای افزایش خواص تریبوالکتریک چوب‌ها، برخی از آن‌ها را با ماده ای سیلیکونی به نام پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) که الکترون را می‌گیرد، پوشانده و برخی دیگر از قطعات چوب را با نانوکریستال های رشد کرده ای به نام زئولیت ایمیدازولات پوشش دادند. این ترکیبات با تشکیل شبکه ای ترکیبی از یون‌های فلزی و مولکول‌های آلی، خاصیت رسانایی الکتریکی را برای چوب فراهم کردند.
محققان سوئیسی همچنین به آزمایش انواع مختلف چوب و جهت برش ایجادشده در آن‌ها برای حصول به بهترین وضعیت خواص تریبوالکتریک پرداختند.
آن‌ها در نهایت دریافتند که نانوژنراتورهای تریبوالکتریک ترکیب شده با صنوبر برش خورده که چوبی رایج برای ساخت و ساز در اروپا است، می‌تواند بهترین عملکرد را در این خصوص داشته باشد و انرژی برق را با سیکل‌هایی پایدار تولید کند.
مجریان این پژوهش ارزشمند که یافته‌های خود را در در مجله Matter منتشر کرده‌اند، دریافتند که نمونه اولیه کف پوش چوبی تولیدشده آن‌ها با سطحی معادل یک برگ کاغذ می‌تواند انرژی کافی برای روشن کردن لامپ LED خانگی و دستگاه‌های الکترونیکی کوچکی مانند ماشین حساب را تنها با فشار واردشده توسط گام‌های یک انسان بالغ تولید کند.
به گفته آن‌ها، «چوب صنوبر، ارزان و به راحتی در دسترس است و خواص مکانیکی مطلوبی دارد. ضمن آن که رویکرد عملکردی ما در این پژوهش بسیار ساده است و می‌تواند در سطح صنعتی مقیاس پذیر باشد».
به گزارش سیناپرس، نانوژنراتور توسعه یافته در این تحقیق علاوه بر کارآیی، دوام و مقیاس پذیری، ویژگی‌هایی که چوب را برای طراحی داخلی خانه مفید می‌کند نظیر استحکام مکانیکی و رنگ‌های گرم را حفظ می‌کند. این ویژگی‌ها می‌توانند به ترویج استفاده از نانو ژنراتورهای چوبی به عنوان منابع انرژی سبز در ساختمان‌های هوشمند کمک کنند.
نویسنده: محمدرضا دلفیه