science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Kunst van papiersnijden inspireert zelfopladend papierapparaat

Onderzoekers hebben een op papier gebaseerd apparaat ontwikkeld, geïnspireerd op de Chinese en Japanse kunst van het papiersnijden, dat energie uit lichaamsbewegingen kan oogsten en opslaan. Krediet:American Chemical Society

Ondanks de vele vorderingen op het gebied van draagbare elektronische apparaten, één ding blijft constant:de noodzaak om ze in een stopcontact te steken om op te laden. Nu onderzoekers, verslag doen in het journaal ACS Nano , hebben een lichtgewicht, op papier gebaseerd apparaat dat is geïnspireerd op de Chinese en Japanse kunst van het snijden van papier en dat energie uit lichaamsbewegingen kan oogsten en opslaan.

Draagbare elektronische apparaten, zoals horloges, gehoorapparaten en hartmonitors, vaak maar weinig energie nodig. Die stroom halen ze meestal uit conventionele oplaadbare batterijen. Maar Zhong Lin Wang, Chenguo Hu en collega's wilden zien of ze onze kleine energiebehoefte uit het stopcontact konden halen door energie te halen uit de lichaamsbewegingen van een gebruiker. Wang en anderen hebben de afgelopen jaren aan deze aanpak gewerkt, het creëren van tribo-elektrische nanogeneratoren (TENG's) die de mechanische energie overal om ons heen kunnen benutten, zoals die gecreëerd door onze voetstappen, en gebruik het dan om draagbare elektronica van stroom te voorzien. Maar de meeste TENG-apparaten hebben enkele uren nodig om kleine elektronica op te laden, zoals een sensor, en ze zijn gemaakt van acryl, wat zwaar is.

Dus wendden de onderzoekers zich tot een ultralicht, ruitvormig, in papier gesneden ontwerp van enkele centimeters lang en bedekt met verschillende materialen om er een krachtbron van te maken. De vier buitenzijden, gemaakt van met goud en grafiet gecoat schuurpapier, omvatte het energieopslagelement van de supercondensator van het apparaat. De binnenoppervlakken, gemaakt van papier en bedekt met goud en een film van gefluoreerd ethyleenpropyleen, bestond uit de TENG energy harvester. Door erop te drukken en los te laten gedurende slechts een paar minuten, werd het apparaat opgeladen tot 1 volt, wat genoeg was om een ​​afstandsbediening van stroom te voorzien, temperatuursensor of een horloge.

Krediet:American Chemical Society