دستگاه پوشیدنی که با استفاده از رطوبت هوا انرژی مورد نیاز خود را تامین می‌کند

به گزارش تجارت نیوز،

دستگاه‌های پوشیدنی، به‌ویژه در حوزه‌های سلامت و بهداشت، به طرز چشمگیری در حال گسترش هستند و افراد از آنها برای نظارت بر وضعیت جسمانی و سلامت خود بهره می‌برند. با وجود این، یکی از چالش‌های اساسی این ابزارها، تامین انرژی مداوم و قابل‌ اعتماد است.

باتری‌های معمولی، که گزینه متداول برای تامین انرژی هستند، محدودیت‌های بسیاری از جمله طول عمر محدود و نیاز به شارژ مداوم دارند. راهکارهای جایگزین، مانند انتقال انرژی بی‌سیم، اگرچه نوآورانه‌اند اما معمولاً برد محدودی دارند و نیازمند زیرساخت‌های پیچیده‌اند.

برای حل این مساله، پژوهشگران دانشگاه بینگهامتون به سرپرستی پروفسور سئوهون چوی، گجتی پوشیدنی و مبتنی بر کاغذ طراحی کرده‌اند که قادر است از رطوبت هوا برق تولید کند و می‌تواند به عنوان یک راه‌حل انقلابی برای گجت های پوشیدنی در آینده عمل کند.

تکنولوژی تولید برق از رطوبت هوا

در دستگاه طراحی‌شده از سوی این تیم، از خاصیت جاذب رطوبت کاغذ و هاگ‌های باکتریایی بهره گرفته شده است. این هاگ‌ها در حکم گروه عملکردی، مولکول‌های آب را به یون‌های مثبت و منفی تجزیه می‌کنند. کاغذ، که به‌ عنوان بستر اصلی دستگاه استفاده شده، دارای مویرگ‌های طبیعی است که باعث حرکت یون‌ها در طول آن می‌شود.

این حرکت یون‌ها باعث ایجاد یک گرادیان یا اختلاف پتانسیل می‌شود که به تولید جریان الکتریکی می‌انجامد. علاوه بر این، لایه‌ای ویژه با خاصیت آب‌دوست و آب‌گریز روی کاغذ قرار دارد که به جذب بیشتر و نگهداری رطوبت در داخل دستگاه کمک می‌کند. به این ترتیب، دستگاه می‌تواند انرژی الکتریکی را به‌ طور پیوسته و بدون نیاز به منابع اضافی تولید کند.

ویژگی‌های برجسته دستگاه

یکی از ویژگی‌های برجسته این دستگاه، سادگی و قابلیت تجدیدپذیری آن است. با استفاده از کاغذ به عنوان ماده اصلی، نه‌تنها هزینه تولید این دستگاه کاهش می‌یابد، بلکه به محیط زیست آسیبی نمی‌رساند و به‌راحتی قابل بازیافت است. از آنجا که کاغذ سبک، انعطاف‌پذیر و یک‌بارمصرف است، دستگاه‌های مبتنی بر آن می‌توانند در بسیاری از کاربردهای یک‌بارمصرف، مانند حسگرهای بهداشتی و پزشکی، مورد استفاده قرار گیرند.

کاربردهای این دستگاه

این فناوری جدید می‌تواند انقلابی در تولید و تامین انرژی برای دستگاه‌های کم‌مصرف ایجاد کند. کاربردهایی همچون حسگرهای پایش سلامت، سیستم‌های دارورسانی هوشمند و دستگاه‌های تحریک الکتریکی، تنها بخشی از مواردی هستند که از این فناوری بهره خواهند برد.

به‌علاوه، تیم تحقیقاتی در نظر دارد با کوچک‌تر کردن ابعاد دستگاه و افزایش چگالی توان آن، بهره‌وری را بیشتر کند. با استفاده از تکنیک‌های اوریگامی و دیگر فناوری‌های میکروالکترونیکی، امکان تولید نسل جدیدی از دستگاه‌های کوچک و قدرتمند با این فناوری مهیا خواهد شد.

تاثیرات محیط زیستی و اجتماعی

به نقل از IE، این فناوری جدید می‌تواند تاثیر مثبتی بر محیط زیست و جامعه بگذارد. با کاهش وابستگی به باتری‌های سنتی و کاهش تولید زباله‌های الکترونیکی، استفاده از دستگاه‌های یک‌بارمصرف مبتنی بر کاغذ، نه‌تنها منابع طبیعی را حفظ می‌کند، بلکه باعث کاهش آلودگی‌های محیطی نیز می‌شود.

پروفسور چوی تاکید دارد این دستگاه‌ها به دلیل استفاده آسان و یک‌بارمصرف بودن‌شان، گزینه مناسبی برای جایگزینی با دستگاه‌های فعلی هستند که نیاز به شارژ مکرر دارند و تبعات منفی برای محیط زیست دارند.

چشم‌انداز توسعه فناوری

پروفسور چوی و تیمش امیدوارند با کاهش اندازه دستگاه و به‌کارگیری آن در سطح میکرو، بتوانند دستگاه‌های پوشیدنی کوچک‌تر و موثرتری تولید کنند. این دستگاه‌ها علاوه بر توانایی تولید برق از رطوبت، می‌توانند با دیگر فناوری‌های برداشت انرژی نیز تلفیق شوند و بهره‌وری را افزایش دهند.

برنامه تیم تحقیقاتی این است که فناوری را برای استفاده‌های گسترده‌تر در حوزه‌های پزشکی، ورزشی و صنعتی به کار گیرند و آن را به عنوان یک راهکار انرژی پایدار در سطح جهانی معرفی کنند.

دستگاه پوشیدنی مبتنی بر کاغذ که از رطوبت هوا برق تولید می‌کند، دستاوردی نوآورانه در مسیر توسعه فناوری‌های پایدار و سبز است. این دستگاه نه‌تنها می‌تواند به عنوان یک منبع انرژی برای دستگاه‌های پوشیدنی کم‌مصرف عمل کند، بلکه به کاهش آثار منفی محیط‌زیستی ناشی از باتری‌های سنتی نیز خواهد انجامید.

این نوآوری می‌تواند راه‌حل‌های جدیدی برای چالش‌های انرژی در دستگاه‌های الکترونیکی بیابد و با کاهش تولید زباله‌های الکترونیکی و کاهش آلودگی‌های محیطی، در ساخت آینده‌ای پایدارتر کمک کند.

اخبار حوزه محیط‌زیست و تغییرات اقلیمی را در صفحه اقتصاد سبز تجارت‌نیوز بخوانید.