Allmän

Forskare kan nu förvandla stress till el


Om du inte har superkrafter, producerar din stress förmodligen inte mycket mer än ångest och tårar. Men forskare utvecklade ett nytt organiskt material som nu kan förvandla stress till el. Teamet från Empa, de schweiziska federala laboratorierna för materialvetenskap och teknik, skapade den tunna nya substansen. Det är ett gummiaktigt material som genererar el beroende av rörelse.

Hur det fungerar - den piezoelektriska effekten

Det gummiliknande materialet fungerar tack vare den piezoelektriska effekten - ett koncept för hur rörelse kan generera elektricitet.

Konceptet kanske låter okänt för de flesta, men miljontals människor har sett effekten i praktiken. Det är vad som händer när nålen till en analog skivspelare läser spåren på en skiva. Genom den piezoelektriska effekten omvandlas nålens vibrationer till elektriska impulser och dessa impulser förvandlas sedan till ljudvågor. På sin mest grundläggande nivå är den piezoelektriska effekten hur mekaniska rörelser genererar el och sedan hur den elen kan användas någon annanstans.

Medan det plastiknande ämnet inte verkar något som vi har sett tidigare med effekten, berömmer många andra forskare det för att driva gränserna för tidigare förståelse för den piezoelektriska effekten. Traditionell förståelse var begränsad till hårda strukturer som kristaller. Men Dorina Opris och hennes team på Empa letade efter något helt unikt.

Att göra gummit

Gummit består av ett kompositmaterial av polära nanopartiklar och en elastomer. Teamet använde silikon i sin prototyp. Materialet gjordes till stor del till Yee Song Ko, doktorand vid Empa. Han formade kompositmaterialen och elastomeren innan han anslöt dem. Song Ko behövde göra en intern polarisering med ett starkt elektriskt fält. Teamet upphettade filmen tills nanopartiklarna övergår från ett fast, glasartat tillstånd till ett gummiaktigt och lätt visköst. Detta gjorde det möjligt för forskarna att manipulera polariteten och därmed det elektriska fältet. Därefter stelnade forskarna fältets orientering genom att kyla filmen till rumstemperatur.

Den största nackdelen med detta material? Som med de flesta andra nya material kan det vara oerhört svårt att reproducera och uppskala till en rimlig kostnad.

Hur det kan forma framtiden

I slutändan hoppas forskare att materialet kan vara användbart i alla aspekter av livet - från robotik till kläder till medicinsk teknik som människor använder för att överleva som en pacemaker. Materialet skulle göra det möjligt för pacemakers att driva sig själva utan behov av invasiva procedurer för att byta batterier.

"Det här materialet kan antagligen även användas för att få energi från människokroppen", säger Opris. "Du kan till exempel implantera det nära hjärtat för att generera elektricitet från hjärtrytmen."

En av de mest spännande användningarna av denna teknik kan vara att utveckla mjuk robotik och låta robotar "känna" sin omgivning. Materialet skulle kunna skicka impulser till enheten för att det skulle "förstås" av ett robotsystem.

Men det är inte bara filmen som kan användas för att lära robotar att känna smärta. Forskare från Leibniz University of Hannover i Tyskland utvecklade ett artificiellt nervsystem som programmerade en robot med "insikter från mänsklig smärtforskning."


Titta på videon: Lättnad - 63 Hz - Ren - Meditation - Vetenskap - Musikterapi (Maj 2021).