Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Szafy RackSzafy Rack
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Plaster zbierający energię mięśni

ghost666 07 Lut 2015 15:45 2592 13
  • Plaster zbierający energię mięśniTo już oficjalne - urządzenia elektroniczne są już w stanie zasilać się samodzielnie, wykorzystując do tego ludzki organizm. Nie mamy nawet powodów do zdenerwowania!

    Rozwiązanie opracowane przez naukowców z Narodowego Uniwersytetu Singapuru to nowa technologia w postaci niewielkiego, elastycznego plasterka, który zbiera elektryczność statyczną, wytwarzaną podczas ruszania np. rękoma. Energia zebrana w ten sposób pozwala na zasilanie niewielkich urządzeń elektronicznych, pokroju Fitbita czy iWatcha.

    Układ taki jest na tyle efektywny, że może wygenerować różnicę potencjałów wynoszącą 7,5 V podczas mówienia czy zaciskania pięści. Przez uderzenie w taki panel, wygenerować można aż do 90 V i około 0,8 mW mocy - dostatecznie dużo, aby zapalić 12 diod LED, jak mówi Prachi Patel dla IEEE Spectrum.

    Technologia ta została zademonstrowana przez profesora Chengkuo Lee na międzynarodowej konferencji IEEE poświęconej systemom MikroElektroMechanicznym (tzw. MEMS) w styczniu 2015 roku w Portugalii. W momencie prezentacji, omawiana technologia była już gotowa, co pozwoliło na przykład na skonstruowanie niezależnych sensorów zasilanych właśnie w ten sposób, które pozwalały na śledzenie użytkownika przez cały dzień.

    Dzięki możliwości skalowania tej technologii w górę, możliwe jest wytworzenie dowolnej wielkości generatorów, co przełoży się na stworzenie nowego rodzaju elektroniki noszonej, która nie będzie potrzebowała żadnego dodatkowego zasilania, gdyż całą energię potrzebną do pracy zbierać będzie z ruchów wykonywanych przez użytkownika podczas poruszania się czy podnoszenia obiektów. Jeśli nie będziesz zbyt długo stać nieruchomo, nie będzie potrzeby wymieniać baterii w tych systemach w ogóle.

    Opisywany system bazuje na zbieraniu elektryczności statycznej - to ten rodzaj elektryczności, który powoduje elektryzowanie się włosów pocieranych balonem, zmieniając energię mechaniczną w elektryczną. Efekt ten nazywany jest efektem tryboelektrycznym i odmiennie niż w przypadku efektów piezoelektrycznych, nie wymaga nacisku do generacji różnicy potencjałów. Aby zaobserwować efekt tryboelektryczny, wystarczy pocierać o siebie dwie powierzchnie, które następnie generują elektryczność statyczną.

    Jeśli te materiały są następnie rozrywane, wyginane itp., to pojawia się różnica potencjałów, będąca wynikiem przepływania prądu pomiędzy dwoma materiałami. W takiej sytuacji elektrody na obu materiałach mogą z powodzeniem zbierać prąd.

    W przypadku opisywanego urządzenia naukowcy stworzyli nowoczesny materiał, który składa się z tysięcy niewielkich słupków na powierzchni elastycznej warstwy silikonowej. Dodanie tych słupków na powierzchni plastra wyraźnie zwiększa jego aktywną powierzchnię, co przekłada się na generowanie większego tarcia i w konsekwencji więcej prądu.

    A drugi materiał do pocierania? Nasza skóra.

    "Skóra zajmuje największą powierzchnie naszego ciała, zatem jej wybór jest naturalny, jeśli generować chcemy tryboelktryczność" mówi Lokesh Dhakar, student profesora Lee.

    "Skóra jako materiał tryboelektryczny ma mocną tendencję do bycia donorem elektronów i ładowania się dodatnie, co jest dosyć istotne, jeśli chodzi o optymalizację działania układów generujących w ten sposób prąd elektryczny. Aby układ współpracował ze skórą, konieczne jest dobranie drugiej warstwy takiej, aby wykazywała tendencję do ładowania się ujemnego".

    Plasterek jest pokryty grubą na 50 nm warstwą złota, która działa jak elektroda umożliwiająca zbieranie elektryczności statycznej wygenerowanej podczas ruchu, zatem zasadniczo to sama technologia nie pobiera energii z nas, a jedynie wykorzystuje nasze ruchy do spowodowania tarcia.

    Zespół przetestował plaster przyczepiając go w różnych miejscach - na krtani i na przedramieniu, co umożliwiło zasilenie opisywanego wcześniej sensora.

    Opisywane urządzenie nie jest pierwszym tego typu. w 2013 roku amerykańscy naukowcy opracowali generator tryboelektryczny działający na podobnej zasadzie, jednakże był on znacznie większy (i mocniejszy). W swojej strukturze wykorzystywał tlenek indu cyny, jako elektrodę, przez co był znacznie mniej elastyczny.

    Poprawiając własności mechaniczne tego typu układów, naukowcy spodziewają się, iż będzie można integrować je z ubraniami i technologiami noszonymi, i skalować rozwiązanie w górę. Pomyślmy o tym jako o potencjalnym źródle prądu dla telefonów czy laptopów w przyszłości.

    Źródło:

    http://www.sciencealert.com/this-tiny-patch-harvests-electricity-from-your-muscle-movements

    Fajne! Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9484 postów o ocenie 7507, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • Szafy RackSzafy Rack
  • #2
    MARIUSZ R
    Poziom 28  
    Czyżby początek Matrixa?
  • Szafy RackSzafy Rack
  • #3
    marcin55246
    Poziom 25  
    MARIUSZ R napisał:
    Czyżby początek Matrixa?


    Może. Ciekawe czy wymyślą zasilanie np.TV takim czymś i zmuszą wszystkich do biegania, jak chomik w kółku, co by zobaczyć jakiś film. Swoja drogą mogłoby być dobre:D
  • Szafy RackSzafy Rack
  • #4
    Pokrentz
    Poziom 21  
    Może i naukowo jest to osiągnięcie, ale pomysł przemiany pracy mięśni na energię użyteczną ma chyba tyle lat, co rodzaj ludzki...
    No, chyba, że ten plaster zbiera energię, która i tak uległaby rozproszeniu.
  • #5
    novcio
    Poziom 13  
    Pokrentz napisał:
    Może i naukowo jest to osiągnięcie, ale pomysł przemiany pracy mięśni na energię użyteczną ma chyba tyle lat, co rodzaj ludzki...
    No, chyba, że ten plaster zbiera energię, która i tak uległaby rozproszeniu.

    Dokładnie chodzi o energię, która dla nas się marnuje. Tu nie chodzi o taki ruch jak podczas kręcenia prądnicy za pomocą mięśni.
    Cytat:
    ...opracowali nową technologię, w postaci niewielkiego, elastycznego plasterka, który zbiera elektryczność statyczną, wytwarzaną podczas ruszania np. rękoma.
  • #6
    Artmedia9
    Poziom 8  
    Jeśli taki plasterek potrafi zasilać urządzenia, to mógłby magazynować taką energię, żeby np. ładować nią mniejsze typy baterii
  • #7
    seba_x
    Poziom 31  
    Jest to alternatywa dla wiatraków, wystarczy postawić kilka masztów ana nich zawiesić "flagi" z tego materiału. Lekki podmuch wiatru i już mamy prąd !
  • #8
    markoz7874
    Poziom 31  
    seba_x napisał:
    Jest to alternatywa dla wiatraków, wystarczy postawić kilka masztów ana nich zawiesić "flagi" z tego materiału. Lekki podmuch wiatru i już mamy prąd !

    "Opisywany system bazuje na zbieraniu elektryczności statycznej"
  • #9
    seba_x
    Poziom 31  
    Tak, "flagę" budujesz z dwóch materiałów które mogą się wzajemnie ocierać i po problemie.
  • #10
    Artmedia9
    Poziom 8  
    Taka flaga musiałaby być zrobiona z mocniejszych materiałów niz ten plaster, a więc i cięższych, a poza tym żeby było to opłaclane to chyba musiałbyś ją ustawiać wzdłuż do wiatru, a nie w poprzek
  • #11
    seba_x
    Poziom 31  
    To jest do przemyślenia przez naukowców, może rozwiesić jak pranie między dwa słupy. Ciekawe ile mocy można uzyskać z 1m2.
  • #12
    novcio
    Poziom 13  
    seba_x napisał:
    Tak, "flagę" budujesz z dwóch materiałów które mogą się wzajemnie ocierać i po problemie.

    Ocieranie, ścieranie i po fladze. A smarować tego by się nie dało. Wiatrak to już lepszy pomysł. Badania nad plastrem to po prostu nowe miejsce pracy dla naukowców. Praktycznym zastosowaniem będzie raczej zasilanie małych urządzeń typu zegarek.
  • #13
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    novcio napisał:
    seba_x napisał:
    Tak, "flagę" budujesz z dwóch materiałów które mogą się wzajemnie ocierać i po problemie.

    Ocieranie, ścieranie i po fladze. A smarować tego by się nie dało. Wiatrak to już lepszy pomysł. Badania nad plastrem to po prostu nowe miejsce pracy dla naukowców. Praktycznym zastosowaniem będzie raczej zasilanie małych urządzeń typu zegarek.


    Tego rodzaju systemy już efektywnie pracują, na przykład w fabrykach, gdzie wibracje silnika napędzają niewielkie bezprzewodowe sensory które coś tam sobie w silniku mierzą. Zazwyczaj system oparty jest o baterię/akumulator, a coraz częściej superkondensator, który magazynuję energię zebraną z np. wibracji, a transmisja i pomiar odbywa się rzadko, na przykład raz na godzinę. I dzięki temu nie trzeba tego ani zasilać kablem (ogromna oszczędność) ani baterią (wymienianie ich co jakiś czas byłoby problematyczne), co ma znaczenie jeśli tego rodzaju zdalnych sensorów w fabryce mamy setki.
  • #14
    novcio
    Poziom 13  
    ghost666 napisał:

    Tego rodzaju systemy już efektywnie pracują, na przykład w fabrykach, gdzie wibracje silnika napędzają niewielkie bezprzewodowe sensory które coś tam sobie w silniku mierzą. Zazwyczaj system oparty jest o baterię/akumulator, a coraz częściej superkondensator, który magazynuję energię zebraną z np. wibracji, a transmisja i pomiar odbywa się rzadko, na przykład raz na godzinę. I dzięki temu nie trzeba tego ani zasilać kablem (ogromna oszczędność) ani baterią (wymienianie ich co jakiś czas byłoby problematyczne), co ma znaczenie jeśli tego rodzaju zdalnych sensorów w fabryce mamy setki.


    No to już wygląda sensowniej niż flagi wytwarzające prąd, zastanawiam się tylko co się mierzy co jakiś czas w silniku i czy to naprawdę ma sens. Do silnika zasilanie i tak trzeba doprowadzić to osobnych kabli nie trzeba prowadzić do zasilania takiego urządzenia. Zakładam, że mowa o specjalnym wielkim silniku chłodzonym cieczą lub innym silnikiem. Mierzy mu się pewnie cały czas prędkość obrotową i temperaturę i nad tym czuwa już komputer, ale te dane trzeba mierzyć stale a przesyłane są kabelkiem lub przez wi-fi(o ile można w takich zakłóceniach). Wspomniany czujnik mógłby zmierzyć poziom wibracji, które jeśli przekroczą nominalny próg oznaczają pewnie awarię łożysk. Moje przypuszenia nie miały zmienić, głównego tematu wątku, zastanawiam się tylko nad sensem takiej flagi. A o takim czujniku w silniku pierwsze słyszę i mnie to zainteresowało.