Am văzut deja ideea de a valorifica puterea mișcării umane pentru a genera electricitate utilizată în multe domenii, inclusiv încălțăminte, drumuri și, chiar în această săptămână, un dispozitiv stimulator implantabil pentru tratarea tendoanelor rănite,a relatat presa. Una dintre aceste posibilități este o podea care poate alimenta dispozitivele electronice, iar oamenii de știință de la ETH Zurich au dezvoltat acum o formă eficientă a acestei tehnologii care este suficient de puternică pentru a alimenta becurile LED și dispozitivele electronice mici.
De-a lungul anilor, oamenii de știință au investigat o serie de soluții inovatoare de pardoseli capabile să genereze energie electrică din mișcarea umană, inclusiv plăci ceramice pentru utilizare în interior și exterior și lemn spongios care se bazează pe efectul piezoelectric pentru a genera tensiune sub presiune mecanică. Acest nou exemplu împărtășește unele asemănări cu un altul pe care l-am văzut în 2016, în care oamenii de știință au încorporat nanofibre de celuloză în podele din lemn, creând o sarcină electrică atunci când au vibrat prin așa-numitul efect triboelectric.
Efectul triboelectric formează, de asemenea, baza pentru noua podea inteligentă din lemn, care constă din două fațete din lemn tratate cu electrozi stratificați dedesubt. Dar pentru a ajunge performanța la nivelul dorit, este necesară o anumită tinkering pentru a aborda capacitatea limitată de generare a energiei electrice a lemnului. "Lemnul este practic neutru", a declarat Guido Panzarasa, autorul principal al studiului. "Aceasta înseamnă că lemnul nu are o tendință reală de a câștiga sau de a pierde electroni. Deci provocarea este de a face lemnul capabil să atragă și să piardă electroni."
Soluția echipei a implicat acoperirea unei bucăți de lemn cu un silicon care câștigă cu ușurință electroni la contact și încorporarea ionilor metalici și a moleculelor organice pe o altă bucată de lemn, dându-i o tendință mai mare de a pierde electroni. Acest tratament a fost testat pe diferite specii de lemn tăiate în direcții diferite, iar echipa a găsit apoi cea mai eficientă opțiune, molidul tăiat radial.
Potrivit oamenilor de știință, acest tratament face ca lemnul lor să fie de 80 de ori mai eficient la generarea de energie electrică decât lemnul natural și oferă o producție stabilă sub stres constant timp de până la 1.500 de cicluri. Modelat într-o podea de aproximativ dimensiunea hârtiei A4, materialul poate genera suficientă energie electrică pentru a alimenta luminile LED de uz casnic, calculatoarele și alte electronice mici.
Panzarasa a declarat: "Obiectivul nostru a fost să demonstrăm posibilitatea modificării lemnului cu o procedură relativ ecologică pentru a avea un efect triboelectric. Molidul este ieftin, disponibil și are proprietăți mecanice bune. Această metodă de funcționalizare este destul de simplă și scalabilă la nivel industrial. Este doar o problemă de inginerie."
Oamenii de știință lucrează acum pentru a-și îmbunătăți manipularea lemnului pentru a-l face mai ecologic și mai ușor de aplicat pe măsură ce lucrează pentru aplicații comerciale. În avantajul lor, "dinamul" menține aspectul natural și durabilitatea pardoselilor din lemn, ceea ce l-ar putea face o opțiune atractivă pentru designerii conștienți de stil în viitoarele clădiri inteligente.
"Scopul final este de a înțelege potențialul lemnului, dincolo de cele deja cunoscute, și de a oferi lemnului noi proprietăți pentru viitoarele clădiri inteligente durabile", a spus Panzarasa. Cercetarea a fost publicată în revista Matter.
