Singapur Nanyang Teknoloji Üniversitesi'ndeki bilim insanları, vücut hareketlerimizden elektrik üreten giyilebilir bir kumaş yarattılar. Bu teknoloji, tıbbi giyilebilir cihazlara ve diğer mobil teşhis veya tedavi cihazlarına güç sağlamaya yardımcı olabilir. Yeni kumaş, piezoelektrik ve triboelektrik etkilere dayalı olarak büküldüğünde, preslendiğinde veya fırçalandığında elektrik üreten gerilebilir polimerler içeriyor, son derece sağlam ve performans kaybı olmaksızın düzenli buruşmaya - yıkamaya dayanabiliyor. Şimdiye kadar araştırmacılar, beş aya kadar istikrarlı bir enerji kaynağı sağlayabileceğini gösterdi.
Tıbbi giyilebilir cihazlar, uzun vadeli sağlık izleme olanaklarını genişletti ve hastaların önemli sağlık parametrelerini takip etmeye devam ederken hayatlarını normal yaşamalarına izin verdi. Ancak, tüm elektrikli ekipmanlarda olduğu gibi, düzenli olarak şarj edilmeleri veya pil değişimleri gerekiyor. Ya bedenlerimizi bir enerji kaynağı olarak kullanarak onları hareket halindeyken şarj edebilseydik?
Bu, vücut hareketlerimizden elektrik toplamaya çalışan bu son teknolojinin arkasındaki felsefe. Yeni yapının geliştiricilerinden Lee Pooi See şunları söylüyor: “Gelişmiş pil kapasitesi ve azalan güç talebine rağmen, giyilebilir cihazlar için güç kaynakları hala sık pil değiştirme gerektiriyor. Sonuçlarımız, enerji toplayan prototip kumaşımızın, bir pilin ömrünü potansiyel olarak uzatmak veya hatta kendi kendine çalışan sistemler oluşturmak için bir insandan gelen titreşim enerjisini kullanabileceğini gösteriyor. Bildiğimiz kadarıyla bu, kararlı, gerilebilir, nefes alabilen, su geçirmez ve aynı zamanda olağanüstü elektriksel çıkış performansı sağlayabilen ilk hibrit perovskite bazlı enerji cihazıdır.”
Gerilebilir elektrotları oluşturmak için araştırmacılar, gümüş ve stiren-etilen-bütilen-stiren (SEBS) adı verilen kauçuksu bir malzeme karışımını ekrana yazdırdı. Daha sonra elektrotları, poli(viniliden florür)-ko-heksafloropropilen (PVDF-HPF) adı verilen bir polimer içeren nanofiber kumaşa entegre ettiler. PVDF-HPF, gerildiğinde, büküldüğünde veya ezildiğinde elektrik üretiminin temelini oluşturan bir elektrik yükü oluşturuyor. Malzeme ayrıca kurşunsuz perovskitler içeriyor.
Çalışmaya katılan başka bir araştırmacı Jiang Feng ekliyor: “PVDF-HPF'ye perovskitleri yerleştirmek prototipin elektrik çıkışını artırıyor. Çalışmamızda, daha çevre dostu bir seçenek olarak kurşunsuz perovskitleri tercih ettik. Perovskitler doğası gereği kırılgan olsa da, onları PVDF-HPF'ye entegre etmek, perovskitlere olağanüstü mekanik dayanıklılık ve esneklik kazandırır. PVDF-HPF ayrıca, mekanik özelliği ve stabilitesine katkıda bulunan perovskitlere ekstra bir koruma katmanı görevi görür.”
Tıbbi giyilebilir cihazlar, uzun vadeli sağlık izleme olanaklarını genişletti ve hastaların önemli sağlık parametrelerini takip etmeye devam ederken hayatlarını normal yaşamalarına izin verdi. Ancak, tüm elektrikli ekipmanlarda olduğu gibi, düzenli olarak şarj edilmeleri veya pil değişimleri gerekiyor. Ya bedenlerimizi bir enerji kaynağı olarak kullanarak onları hareket halindeyken şarj edebilseydik?
Bu, vücut hareketlerimizden elektrik toplamaya çalışan bu son teknolojinin arkasındaki felsefe. Yeni yapının geliştiricilerinden Lee Pooi See şunları söylüyor: “Gelişmiş pil kapasitesi ve azalan güç talebine rağmen, giyilebilir cihazlar için güç kaynakları hala sık pil değiştirme gerektiriyor. Sonuçlarımız, enerji toplayan prototip kumaşımızın, bir pilin ömrünü potansiyel olarak uzatmak veya hatta kendi kendine çalışan sistemler oluşturmak için bir insandan gelen titreşim enerjisini kullanabileceğini gösteriyor. Bildiğimiz kadarıyla bu, kararlı, gerilebilir, nefes alabilen, su geçirmez ve aynı zamanda olağanüstü elektriksel çıkış performansı sağlayabilen ilk hibrit perovskite bazlı enerji cihazıdır.”
Gerilebilir elektrotları oluşturmak için araştırmacılar, gümüş ve stiren-etilen-bütilen-stiren (SEBS) adı verilen kauçuksu bir malzeme karışımını ekrana yazdırdı. Daha sonra elektrotları, poli(viniliden florür)-ko-heksafloropropilen (PVDF-HPF) adı verilen bir polimer içeren nanofiber kumaşa entegre ettiler. PVDF-HPF, gerildiğinde, büküldüğünde veya ezildiğinde elektrik üretiminin temelini oluşturan bir elektrik yükü oluşturuyor. Malzeme ayrıca kurşunsuz perovskitler içeriyor.
Çalışmaya katılan başka bir araştırmacı Jiang Feng ekliyor: “PVDF-HPF'ye perovskitleri yerleştirmek prototipin elektrik çıkışını artırıyor. Çalışmamızda, daha çevre dostu bir seçenek olarak kurşunsuz perovskitleri tercih ettik. Perovskitler doğası gereği kırılgan olsa da, onları PVDF-HPF'ye entegre etmek, perovskitlere olağanüstü mekanik dayanıklılık ve esneklik kazandırır. PVDF-HPF ayrıca, mekanik özelliği ve stabilitesine katkıda bulunan perovskitlere ekstra bir koruma katmanı görevi görür.”
Bu rehber yardımcı oldu mu?
DoktorClub’da Keşfet
