کنترل جمعیت پشه‌ها با یک نانوژنراتور انجام شد

کنترل جمعیت پشه‌ها، به ویژه در مناطق دور افتاده، یک اولویت در بهداشت جهانی است. در یک مطالعه جدید، تیمی از محققان چینی این کار را با طراحی نانوژنراتور تریبو‌الکتریک (TENGS) انجام دادند.

کد خبر: ۱۰۷۹۳۶۶

سه‌شنبه - ۱۶ خرداد ۱۴۰۲ / June 06, 2023

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، کنترل جمعیت پشه‌ها، به ویژه در مناطق دور افتاده، یک اولویت در بهداشت جهانی است. در یک مطالعه جدید، تیمی از محققان چینی این کار را با طراحی نانوژنراتور تریبو‌الکتریک (TENGS) انجام دادند. آن‌ها با استفاده از این نانوژنراتور که قابلیت تامین انرژی خود را دارد، توانستند پشه‌ها را از بین برده و میزان بیماری‌های مرتبط با این نوع پشه را به حداقل برسانند.

با گسترش بیماری‌هایی مانند مالاریا، تب زرد و ویروس زیکا، مشخص شده است که پشه‌ها بیشتر از هر موجود دیگری در جهان انسان‌ها را می‌کشند و این اتفاق در مناطق دورافتاد و کم برخوردار بیشتر است. روش‌های نابودی شیمیایی نظیر مواد سمی و سموم دفع آفات می‌تواند تهدیدی برای سلامت انسان و محیط زیست باشد. روش‌های نابودی فیزیکی از ولتاژ‌های بالا برای نابودی حشرات استفاده می‌کنند، اما این رویکرد‌ها می‌توانند خطرناک باشند و به منبع انرژی مداوم متکی باشند که در مناطق دور افتاده تامین آن می‌تواند سخت باشد.

زوهائو گائو از محققان این پروژه در دانشگاه اقیانوس چین می‌گوید: «تهیه یک ابزار غیر سمی و ایمن با قابلیت تامین انرژی خود، برای جلوگیری از شیوع بیماری‌ها توسط پشه‌ها، به ویژه در مناطق دورافتاده و فقیر که تأمین برق در آنجا دشوار است، بسیار ضروری است.»

نانوژنراتور تریبو‌الکتریک راه حل امیدوارکننده‌ای برای حل این مشکل ارائه می‌دهند. نانوژنراتور تریبو‌الکتریک با تبدیل انرژی مکانیکی با فرکانس پایین در محیط به انرژی الکتریکی، برق استاتیک را برداشت می‌کند. با توجه به ترکیب منحصر به فرد از ولتاژ بالا و جریان کم، نانوژنراتور‌های تریبو‌الکتریک می‌توانند به سادگی و با قیمت بسیار پایین با استفاده از مواد مختلفی طراحی شوند، این درحالی است که علی رغم تولید از مواد مختلف، هنوز کارایی قابل توجهی در ولتاژ خروجی بالا دارند.

در حال حاضر نانوژنراتور تریبو‌الکتریک برای برداشت انرژی از حرکت از بدن انسان، امواج اقیانوس و سایر منابع با فرکانس پایین به کار می‌روند. به منظور افزایش قابلیت استفاده از نانوژنراتور تریبو‌الکتریک و دامنه کاربردی مناسب، دانشمندان در حال بررسی راهکار‌هایی برای تقویت تراکم شارژ و بهبود عملکرد خروجی از جمله کاشت یونی، اصلاح مواد تریبوالکتریک و طراحی ساختاری هستند. با این حال، افزایش چگالی بار اغلب منجر به تجزیه هوا می‌شود، پدیده‌ای که باعث کاهش عملکرد خروجی نانوژنراتور تریبو‌الکتریک شده و حداکثر توان موثر را محدود می‌کنند.

محققان این پروژه طرحی برای ساخت نانوژنراتور تریبوالکتریک پیشنهاد کردند که دارای علمکرد چرخشی بالا بوده که به آن R-TENG گفته می‌شود. این ابزار با استفاده از یک مدل نظری تجزیه هوا و یک لایه نانوکامپوزیت فروالکتریک برای جلوگیری از تجزیه هوا و کاهش هدر رفت انرژی ایجاد شده است. برای افزایش عملکرد، در طراحی R-TENG این تیم یک لایه میانی با نانوذرات تیتانات باریم جهت‌دار را استفاده کرد که موجب افزایش چگالی بار سطح و توانایی نگهداری بار‌ها می‌شود.

نتایج این مطالعه نشان داد که، با کمک این فناوری، ولتاژ خروجی می‌تواند به ۶ کیلو ولت برسد که در بین ژنراتور‌های تریبوالکتریک بهترین عملکرد محسوب شده و این امکان را داشته باشد که به طور مداوم بیش از ۳،۴۲۰ LED را روشن کند.

گائو گفت: «ما سامانه‌ای ساخته‌ایم، که نه تنها می‌تواند پشه‌ها را از بین ببرد بلکه قدرت نابودی باکتری‌های موجود در محیط را نیز دارد.»