ساخت ماده‌ای جدید؛

لباس‌ها در خیابان به نیروگاه خورشیدی تبدیل می‌شوند / منبع تغذیه‌ای دردسترس برای شارژ ابزار الکترونیکی

محققان سوئیسی موفق به ساخت ماده‌ای شده‌اند که درآینده لباس‌های ما را به یک پنل خورشیدی و منبع تغذیه‌ای برای شارژ ابزار‌های الکترونیکی‌مان تبدیل می‌کند.

کد خبر: ۸۸۵۲۳۴

دوشنبه - ۰۵ آبان ۱۳۹۹ / October 26, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، محققان لابراتوار‌های علوم و فناوری مواد فدرال و مؤسسه فناوری فدرال زوریخ در سوئیس معتقدند که گرسنگی ما برای انرژی سیری‌ناپذیر است و با ظهور ابزار‌های الکترونیک جدید، این نیاز روزبه‌روز نیز افزایش می‌یابد. این در حالی است که تقریبا همیشه درحال حرکت هستیم و خود ما می‌توانیم بهترین منبع تغذیه برای شارژ ابزار‌های شخصی‌مان مانند تلفن‌های هوشمند، تبلت و لپ‌تاپ‌مان باشیم. آن‌ها همچنین بر این باورند که در آینده، پریز‌های برق به احتمال زیاد منسوخ خواهند شد و این لباس‌هایمان است که برق مورد نیازمان را تامین می‌کنند.

به این معنا که با اضافه کردن یک پلیمر جدید به الیاف و بافت پارچه، کت، تی‌شرت و لباس‌هایی خواهیم داشت که می‌توانند انرژی خورشیدی را ذخیره و به عنوان یک منبع انرژی سیار عمل کنند.

ساخت متمرکزکننده تابش خورشیدی
موادی که قابلیت استفاده از نور غیرمستقیم یا محیطی خورشیدی را برای تولید انرژی دارند، قبلا در صنعت خورشیدی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. این مواد حاوی ماده‌ای هستند که «متمرکز کننده تابش خورشیدی» یا LSC نام دارد و جزو مواد درخشان و شفاف به شمار می‌آیند.

مواد درخشان داخل متمرکز کننده تابش خورشیدی نور منتشر شده خورشید در محیط را می‌گیرد و انرژی حاصل از آن را به سلول خورشیدی منتقل می‌کند و در فرآیندی نور به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. با این حال، این مواد در حال حاضر بسیار سفت و سخت هستند و برای استفاده در منسوجات و بافت لباس مناسب نیستند، زیرا در برابر بخار آب و هوا نه انعطافی از خود نشان می‌دهند و نه قابل نفوذ هستند.

در همین راستا یک تیم پژوهشی میان رشته‌ای موفق به ترکیب چندین ماده از این مواد درخشان در یک پلیمر شده است که دقیقا هم انعطاف‌پذیری و هم نفوذپذیری آن را در مقابل هوا فراهم می‌کند.

پلیمر مشهور با ویژگی‌های پیچیده
مواد ترکیبی که این تیم تحقیقاتی ساخته برپایه آمفیفیلیک پلیمر هم‌شبکه‌ای یا APCN است که نوعی پلمیر به شمار می‌رود که سال‌هاست محققان آن را شناخته‌اند و هم‌اکنون در لنز‌های تماسی سیلیکون- هیدروژل در بازار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

خواص ویژه این نوع پلیمر، نفوذپذیری در برابر بخار آب‌وهوا و همچنین انعطاف‌پذیری و پایداری آن است که برای چشم هیچ ضرری ندارد و خواص شیمیایی ویژه‌ای نیز دارد.

محققان می‌گویند: دلیلی که ما دقیقا این پلیمر را انتخاب کردیم، این است که می‌توانیم دو ماده درخشان غیرقابل مخلوط را در مقیاس نانو با یکدیگر مخلوط کنیم. البته پلیمر‌های دیگری نیز وجود دارند که این مواد می‌تواند با آن‌ها تلفیق شود، اما معمولا موجب تجمع آن‌ها می‌شود و در نتیجه نمی‌توانند انرژی تولید کنند.

ساخت متمرکز کننده تابش خورشیدی برای لباس
محققان شامل متخصصان فیلم‌های نازک، فتوولتائیک و فیبر‌های پیشرفته، با اضافه کردن دو ماده مختلف درخشان به بافت ژل، توانستند متمرکزکننده خورشیدی‌ای بسازند که منعطف است. این مواد درخشان یا لومینست همانند متمرکز کننده‌های مقیاس بزرگ (سفت و سخت)، طیف وسیع‌تری از نور را نسبت به سلول‌های فتوولتائیک (که در سلول‌های خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد) جذب می‌کند.

محققان می‌گویند که می‌توان این ماده را در الیاف نساجی به کار برد؛ بدون اینکه پارچه حالت شکننده بگیرد و در نتیجه در برابر ضربه یا بخار آب حاصل از تعریق بسیار مقاوم است و از بین نمی‌رود. با این کار به راحتی می‌توان انرژی مورد نیاز ابزار‌های قابل حمل مانند گوشی و تبلت را از طریق این لباس تامین کرد.