Δεν θα ήταν ωραίο αν το καθημερινό μας άγχος μπορούσε να παράγει κάτι χρήσιμο, όπως π.χ. ηλεκτρική ενέργεια; Λοιπόν, τώρα επιστήμονες δημιούργησαν ένα νέο οργανικό υλικό που μπορεί να μετατρέψει όχι το δικό μας, αλλά το στρες των υλικών σε ηλεκτρισμό.
Ερευνητές στα Ελβετικά Ομοσπονδιακά Εργαστήρια Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών (Empa) ανέπτυξαν μια λεπτή μεμβράνη που μοιάζει με καουτσούκ, η οποία παράγει ηλεκτρισμό εάν τεντωθεί και συμπιεστεί.
Η λειτουργία αυτού του λεπτού ελαστικού υλικού βασίζεται στο πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο, που είναι μια διαδικασία με την οποία η κίνηση μπορεί να παράγει ηλεκτρισμό. Η ιδέα μπορεί να ακούγεται άγνωστη στους περισσότερους, αλλά εκατομμύρια άνθρωποι την έχουν δει στην πράξη.
Είναι αυτό που συμβαίνει όταν η βελόνα ενός αναλογικού πικάπ «διαβάζει» τις αυλακώσεις ενός δίσκου. Μέσω του πιεζοηλεκτρικού φαινομένου, αυτές οι δονήσεις της βελόνας μετατρέπονται σε ηλεκτρικούς παλμούς, οι οποίοι στη συνέχεια γυρίζουν σε ηχητικά κύματα.
Το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο μέχρι τώρα παρατηρήθηκε σε κρυστάλλους και σε ορισμένα κεραμικά, δηλαδή σε βαριά και συμπαγή υλικά. Η καινούργια ελαστική ουσία φαίνεται να υπερβαίνει τα όρια της προηγούμενης κατανόησης του πιεζοηλεκτρικού φαινομένου.
Το νέο υλικό είναι κατασκευασμένο από πολωμένα νανοσωματίδια και ένα ελαστομερές σιλικόνης, το οποίο είναι λεπτό και εύκαμπτο και ικανό να παράγει ηλεκτρική ενέργεια μετατρέποντας τις μηχανικές κινήσεις του τεντώματος και της συμπίεσης σε ενέργεια.
Ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο εισάγεται σε αυτό το υλικό και στη συνέχεια αυτό εκτίθεται σε εξαιρετικά υψηλές και στη συνέχεια σε ψυχρές, θερμοκρασίες. Το παραγόμενο ρεύμα προέρχεται από την εσωτερική πόλωση που αλλάζει όταν το ελαστικό φιλμ πιέζεται μηχανικά.
Το νέο εύκαμπτο υλικό συνδυάζει τη μοναδικότητα του πιεζοηλεκτρικού φαινομένου και τις λεπτές και εύκαμπτες ιδιότητες του καουτσούκ. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσε να βρει εφαρμογή από τα ρούχα και τα φορητά ηλεκτρονικά έως τις
ιατρικές τεχνολογίες.
Μία από τις πιο συναρπαστικές χρήσεις αυτής της τεχνολογίας θα μπορούσε να είναι στη μαλακή ρομποτική, όπου θα επιτρέπει στα ρομπότ να «αισθάνονται» το περιβάλλον τους. Το υλικό θα μπορούσε να στείλει ερεθίσματα στη συσκευή για να «ερμηνευτούν» από ένα ρομποτικό σύστημα. Επιπλέον, το υλικό θα μπορούσε να έχει σημαντικό αντίκτυπο στον ιατρικό τομέα.
«Αυτό το υλικό θα μπορούσε πιθανώς να χρησιμοποιηθεί ακόμη και για την απόκτηση ενέργειας από το ανθρώπινο σώμα», είπε η Dorina Opris που ηγείται της έρευνας. «Θα μπορούσαμε να το εμφυτεύσετε κοντά στην καρδιά για να παράγουμε ηλεκτρισμό από τον καρδιακό παλμό».
Αυτό θα μπορούσε να επιτρέψει στους βηματοδότες να τροφοδοτούνται μόνοι τους χωρίς να απαιτούνται επεμβατικές διαδικασίες για την αλλαγή των μπαταριών.
Το μεγαλύτερο μειονέκτημα αυτού του υλικού; Όπως συμβαίνει με τα περισσότερα άλλα νέα υλικά, μπορεί να είναι δύσκολο να αναπαραχθεί και να αναβαθμιστεί με λογικό κόστος. Αλλά φυσικά, αυτό θα μπορούσε να αλλάξει με τον καιρό.
