science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Batterijloos slim speelgoed komt dichter bij de commerciële realiteit

Krediet:American Chemical Society

Badeendjes kunnen binnenkort de voorhoede vormen van een elektronische revolutie. In ACS Duurzame Chemie &Engineering , wetenschappers melden dat ze gespecialiseerde nanogeneratoren hebben gebruikt die energie verzamelen uit mechanische trillingen om piepende badkuipgenoten en ander conventioneel kinderspeelgoed om te zetten in 'slimme' elektronica. Ze zeggen dat de bevinding brede commerciële toepassingen kan hebben, leidend tot de ontwikkeling van batterijloze, zelfaangedreven speelgoed, medische sensoren en andere apparaten.

Op de leeftijd van 4, vrijwel elk kind heeft contact gehad met een elektronisch speelgoed of mobiel apparaat, volgens de American Academy of Pediatrics. Deze apparaten laten knipperen en piepen is vervelend, vaak vaak opladen of batterijwissel nodig. Onderzoekers hebben alternatieve manieren onderzocht om energie voor deze apparaten te produceren en op te slaan zonder batterijen te gebruiken. Een veelbelovende aanpak is het gebruik van tribo-elektrische nanogeneratoren, of TENG's. TENG's verzamelen elektrische ladingen door wrijving, vergelijkbaar met de statische elektriciteit die zich opbouwt op een ballon wanneer deze tegen iemands hoofd wordt gewreven. TENG's versterken en zetten deze biomechanische energie om in een bruikbare vorm. Echter, het opvoeren van deze apparaten voor commerciële toepassingen was een uitdaging, mogelijk vanwege de lage energieopslag- en conversie-efficiëntie. Om een ​​aantal van deze problemen aan te pakken, Sang-Jae Kim en collega's van de Jeju National University in Zuid-Korea probeerden de energie van TENG's effectiever te benutten en te gebruiken om traditioneel speelgoed om te zetten in commercieel levensvatbaar, zelfaangedreven 'slim' speelgoed.

Bekijk een video van prototype speelgoed

De onderzoekers ontwierpen en verwerkten TENG's - gemaakt met aluminium elektroden en een milieuvriendelijke siliconenachtige film ertussen - in rubberen eenden en klappend speelgoed. Knijpen of schudden van het speelgoed, afwisselend gescheiden en de elektroden in contact gebracht met film, het creëren van een elektrische lading. Eenmaal geactiveerd, de TENG's verzamelden voldoende biomechanische energie om verschillende LED-lampjes te verlichten die aan elk speelgoed waren bevestigd. De TENG's waren duurzaam, wat suggereert dat ze kunnen werken voor aanzienlijke perioden. De onderzoekers concluderen dat hun unieke aanpak traditioneel speelgoed kan transformeren in interactief speelgoed zonder batterijen. en verhoogt het vooruitzicht om TENG's met succes commercieel te gebruiken in andere "slimme" gadgets, waaronder medische apparaten en draagbare elektronica.