Purduen yliopistossa toiminut tutkijatiimi on luonut uudenlaisen käyttökelpoisen teknologian muuntamaan mekaanista energiaa sähköenergiaksi. Tiimi kehitti nestemäisen metallin sisältävän tribosähkisen nanogeneraattorin, nimeltään LMI-TENG. Tekniikka voi kerätä ja tunnistaa kehosta tulevia biomekaanisia signaaleja ja käyttää niitä tehontuottoon ja ohjaamaan teknisiä laitteita.
- Työmme on tärkeä askel kohti omavoimaisen, ihmiseen integroitujen tekniikoiden käytännön toteutusta, toteaa tutkimusta vetänyt Wenzhuo Wu.
LMI-TENG koostuu nestemäistä metallia sisältävästä toiminnallisesta silikonista, joka on kahden Ecoflex-kerroksen välissä.
- Tajusimme, että neste muokkautua eri muotoihin. Teknologiamme avulla puettava elektroniikka voi käyttää muuten hukkaan menevää energiaa ja muuntaa sen energiaksi, joka pystyy käyttämään ja hallitsemaan sotilas- ja kuluttajasovelluksissa käytettäviä elektronisia laitteita ja työkaluja, Wu toteaa.
Aurinkoenergia on yksi tämän alan mahdollinen vaihtoehto. Aurinko ei kuitenkaan paista rakennusten sisätiloihin. Keinotekoinen huonevalaistus on kuitenkin kaikkialla kodeissa, kouluissa, toimistoissa ja myymälöissä. Japanilaiset Ryota Arai, Takuma Yasuda ja kollegat ovat tutkineet orgaanista aurinkosähköä (OPV), joka toimii tehokkaammin sisätilojen keinovalaistuksessa kuin auringonvalossa.
Pieniin BDT-2T-ID molekyyleihin perustuvat uudenlaiset OPV:t ylittivät suorituskyvyllään muita vastaavia laitteita, jopa piipohjaset aurinkokennot.
Liuoskäsittelyllä tuotetut pienimolekyyliset OPV:t muuntavat 16 prosenttia valkoisen ledin valosta sähköksi. Teknisesti se tuottaa 200 ja 1000 luxin valaistuksella 12,4 ja 65,3 mikrowattia tehoa per neliösenttimetri.
Todellisissa sovelluksissa tämä OPV-järjestelmä on tarkoitettu sarjaan kytketyn moduulin valmistamiseksi, jolloin aktiivinen pinta-ala on noin 10 neliösenttiä ja se kykenee tuottamaan yli 100 mikrowatin antotehon yli 4,2 voltin jännitteellä 200 luksin valaistusolosuhteissa.
Nämä tulokset osoittavat, että tällaiset OPV:t ovat lupaavia sähköenergian sisätilojen omavoimaisille elektronisille laitteille.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 18.3.2019
