Die Kunst des Papierschneidens inspiriert selbstaufladendes Papiergerät

Anonim

Trotz der vielen Fortschritte bei tragbaren elektronischen Geräten bleibt eine Sache konstant: die Notwendigkeit, sie zum Aufladen in eine Steckdose zu stecken. Jetzt haben Forscher, die in der Fachzeitschrift ACS Nano berichten, ein leichtgewichtiges, papierbasiertes Gerät entwickelt, das von der chinesischen und japanischen Kunst des Papierschneidens inspiriert wurde und Energie aus Körperbewegungen sammeln und speichern kann.

Tragbare elektronische Geräte wie Uhren, Hörgeräte und Herzmonitore benötigen oft nur wenig Energie. Üblicherweise beziehen sie diese Energie von herkömmlichen wiederaufladbaren Batterien. Aber Zhong Lin Wang, Chenguo Hu und Kollegen wollten sehen, ob sie unseren kleinen Energiebedarf durch die Energiegewinnung aus den Körperbewegungen eines Benutzers aus der Steckdose lösen konnten. Wang und andere haben in den letzten Jahren an diesem Ansatz gearbeitet und triboelektrische Nanogeneratoren (TENGs) entwickelt, die die mechanische Energie um uns herum nutzen können, wie sie beispielsweise von unseren Fußstapfen erzeugt wird, und sie dann zur Stromversorgung tragbarer Elektronik verwenden. Aber die meisten TENG-Geräte benötigen mehrere Stunden, um kleine Elektronik wie einen Sensor aufzuladen, und sie bestehen aus schwerem Acryl.

Also wendeten sich die Forscher auf ein ultraleichtes, rhombisches Papierschnitt-Design, das ein paar Zentimeter lang war und es mit verschiedenen Materialien bedeckte, um daraus eine Krafteinheit zu machen. Die vier Außenseiten aus gold- und graphitbeschichtetem Sandpapier bildeten das energiespeichernde Superkondensatorelement des Gerätes. Die inneren Oberflächen, die aus Papier bestehen und mit Gold und einem fluorierten Ethylen-Propylen-Film beschichtet sind, umfassen den TENG-Energieerzeuger. Durch kurzes Drücken und Loslassen des Akkus wurde das Gerät auf 1 Volt aufgeladen. Dies reichte aus, um eine Fernbedienung, einen Temperatursensor oder eine Armbanduhr mit Strom zu versorgen.

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