Cipőből töltődik a mobil: kész az emberi energiát hasznosító chip

Feltalálták a chipet, amely a mobiltelefontól a pacemakerig minden apró kütyüt elláthat árammal, miközben a természetes emberi mozgás energiáját hasznosítja például séta vagy levegővétel során.

Olyan apró készüléket fejlesztettek ki a Princeton egyetem mérnökei, amely gyökeresen megváltoztatja a mobiltelefonok, zenelejátszók, pacemakerek és egyéb kütyük áramellátását. A chip képes befogni és elektromos árammá alakítani az ember természetes mozgási energiáját.

Maga a készülék gumi- és kerámiakeverék nano-szalagokból áll, melyek minden alkalommal, amikor megfeszülnek, elektromos energiát generálnak, a piezoelektromosság elve alapján. A piezoelektromos anyagok nyomás hatására áramot termelnek. A Princeton feljesztésében az az új, hogy az általuk használt anyag százszor hatékonyabb, mint a szintén piezoelektromos.

Hogyan kell ezt használat közben elképzelni? Például cipők gumitalpába építve, ahol minden egyes lépés áramot termel a chipben. Bármilyen természetes mozgás, amit egyébként is minden nap elvégeznénk, mint amilyen mondjuk az íróasztalunk és a fénymásoló közti séta az irodában, elegendő energiát termelne például egy mobiltelefon egész napos használatához.

A mellkas mozgása látná el árammal a pacemakert

Az új találmány a pacemakerrel élők számára igazi megváltás lehet, nekik ugyanis eddig a szívritmusszabályzó minden egyes elemcseréjéhez újabb műtétre volt szükségük. Ez a chip a mellkas közelébe helyezve természetes energiaforrásként folyamatosan üzemeltethetné a szívritmusszabályzókat, a tüdő állandó mozgása bőven elég lenne ehhez. Így ezentúl csak egyszer, a pacemaker beültetésekor kellene kés alá feküdni - magyarázza a találmány előnyeit a fejlesztés két vezetője, Michael McAlpine és Yi Qi (előbbi a mechanikai és űrtechnikai tanszék tanársegéde, utóbbi posztdoktori kutató).

A Princeton mérnökei az alapanyagok különféle kombinációival kísérletezve olyan chipet is tudtak csinálni, amely nyomás hatására hozott létre elektromos töltést, ami azt jelenti, hogy a rá nehezedő mechanikus energia legnagyobb részét (körülbelül 80 százalékát) egyszerűen átalakította elektromos energiává.

Az új chip arra is tökéletesen megfelel, hogy implantátumként, a test belsejében működjön, mivel az alapanyagainak köszönhetően az emberi szervezet is ellenreakció nélkül befogadná, így rengeteg beültethető orvostechnikai eszköz folyamatos működését biztosíthatná. Mivel a chip nem készül igazán drága alapanyagokból, ha a találmány eljut a tömeggyártás szakaszába, előbb-utóbb az ára is az elérhető szintre csökkenhet.

Ruhaként viselhetjük az akkumulátorokat

Az akkumulátor nélküli kütyükre vannak más alternatívák is. A szintén amerikai Stanford egyetem kutatói mikroszkopikus méretű karboncsövekkel burkolt textíliákban látják a megoldást, vagyis létrehozták a ruhaként hordható elemet. A pamutszövetre illesztett apró szerkezetek a sztatikus elektromosságot alakítják át árammá, és olyan rugalmas anyagból készülnek, hogy ne befolyásolják a ruhák eredeti tulajdonságait.

A hordható elem ugyanúgy kerül fel a textíliákra, mint a festék: a szövetet folyadékba, úgynevezett nanocsöves tintába mártják, majd szárítják és préselik. A jelenlegi eredmények szerint egy ilyen folyadékkal kezelt póló egy átlagos mobiltelefon akkumulátorteljesítményének háromszorosára lenne képes. A fejlesztés messze nem fejeződött be, még vizsgálják azt is, nem veszélyes-e a textílián lévő oldat az emberi bőrre, vagy hogy pontosan mennyivel is hatékonyabb ez a technológia, mint a hagyományos elemes módszer.