ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์แบบสวมใส่ได้ที่เก็บพลังงานโดยใช้เหงื่อของมนุษย์ได้รับการพัฒนาและแสดงให้เห็นในสหราชอาณาจักรโดยRavinder Dahiyaและเพื่อนร่วมงานที่ Bendable Electronics and Sensing Technologies Group ของมหาวิทยาลัยกลาสโกว์ ทีมงานสร้างอุปกรณ์โดยการนำพอลิเมอร์ชนิดพิเศษมาวางบนผ้าที่ดูดซับน้ำได้สูง การออกแบบของพวกเขาจัดการกับปัญหามากมาย
ที่ผู้ออกแบบระบบกักเก็บพลังงานที่ยืดหยุ่นต้องเผชิญ
และอาจนำไปสู่การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ ที่หลากหลายการสร้างเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ก่อให้เกิดความท้าทายที่ไม่เหมือนใคร นักวิจัยต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองที่มีความหนาแน่นสูง รวมถึงเซ็นเซอร์ จอแสดงผล และวงจรสามารถรวมเข้ากับวัสดุที่ยืดหยุ่น ทนทาน และสะดวกสบายได้อย่างลงตัว การดำเนินการนี้ทำได้ยากมากกับแบตเตอรี่ทั่วไปซึ่งไม่ยืดหยุ่น มีแนวโน้มที่จะร้อนจัด และพึ่งพาอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นพิษและไม่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อผู้สวมใส่
เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ Dahiya และเพื่อนร่วมงานได้ผลิต supercapacitor ที่มีประสิทธิภาพสูงจากวัสดุที่สวมใส่ได้ง่ายซึ่งใช้เหงื่อของผู้สวมใส่เป็นอิเล็กโทรไลต์ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ เช่นเดียวกับแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์จะเก็บและปล่อยพลังงานไฟฟ้า
กับดักเหงื่อระบบดูดซับเหงื่อในผ้าที่ดูดซับได้ดีซึ่งทำจากเส้นใยโพลีเอสเตอร์และเซลลูโลสผสม ผ้าแต่ละด้านเคลือบด้วยชั้นบาง ๆ ของพอลิเมอร์ PEDOT:PSS ซึ่งเจือด้วยสิ่งสกปรกเพื่อปรับปรุงการนำไฟฟ้า เซลล์แสงอาทิตย์ให้อินพุตไฟฟ้าที่ทำให้ไอออนบวกและประจุลบที่มีอยู่ในเหงื่อถูกดูดซับและกระจายสู่พื้นผิวของการเคลือบโพลีเมอร์ที่มีประจุตรงข้ามกัน – จึงเก็บพลังงานไฟฟ้า
ทีมของ Dahiya ได้ทดสอบประสิทธิภาพ
ของ supercapacitor โดยขอให้อาสาสมัครวิ่งขณะสวมอุปกรณ์เป็นแพทช์เล็กๆ ที่ติดอยู่กับเสื้อผ้า พวกเขาพบว่าอุปกรณ์ได้รับการชาร์จจนเต็มด้วยเหงื่อเพียง 20 ไมโครลิตร และสร้างพลังงานได้ 10 มิลลิวัตต์จนกว่าการวิ่งจะหยุดลง เพียงพอที่จะใช้งาน LED ขนาดเล็กได้ Bendy และล้างทำความสะอาดได้พวกเขาแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ยังคงทำงานต่อไปในขณะที่มีการดัดงอต่างกัน มันทำงานหลังจากการชาร์จและการคายประจุ 4000 รอบ และไม่เสื่อมสภาพระหว่างการซักแผ่นแปะที่สวมใส่ได้สามารถ ‘ถอดรหัส’ เหงื่อได้
นักวิจัยยังใช้ supercapacitor ของพวกเขาในการจ่ายไฟให้กับเซ็นเซอร์วัดความเค็มของเหงื่อของนักวิ่งโดยใช้ผ้า ซึ่งเป็นเส้นทางที่ปลอดภัยและยั่งยืนเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านพลังงานของระบบดังกล่าวเนื่องจากพอลิเมอร์ยึดเกาะกับสิ่งทอได้ดี ทีมงานของ Dahiya จินตนาการถึงการใช้งานที่หลากหลายสำหรับอุปกรณ์ของพวกเขา ตั้งแต่การตรวจสอบผู้ป่วยและการจัดการสุขภาพตนเอง ไปจนถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานในบ้าน ตอนนี้พวกเขาหวังว่าจะสำรวจว่าพลังของเหงื่อสามารถรวมเข้ากับเทคโนโลยีที่พัฒนาอย่างรวดเร็วอื่น ๆ ได้อย่างไร รวมถึงอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ เพิ่มความเป็นจริงเสมือนและหุ่นยนต์ ทำให้เกิดความเชื่อมโยงระหว่างมนุษย์กับเทคโนโลยีในระดับที่ดีขึ้น
ฟ้า แดง เหลือง ดำในการทดสอบ เฉดสีน้ำเงิน แดง เหลือง และดำสะท้อนรังสีได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าสีชั้นเดียวเชิงพาณิชย์ที่มีสีเดียวกัน ภายใต้ดวงอาทิตย์ช่วงเที่ยงวัน รุ่นสีดำเก็บวัตถุให้เย็นกว่าสีดำมาตรฐาน 15.6 °C
Yang บอกกับPhysics Worldว่าในขณะที่ผล
กระทบโดยรวมต่ออุณหภูมิภายในอาคารขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ขนาดอาคารและอัตราส่วนของผนังต่อหน้าต่าง การเคลือบผิวสามารถลดความร้อนจากแสงอาทิตย์บนผนังได้ประมาณ 10-20%
แม้ว่าชั้นนอกจะดูดซับแสงที่มองเห็นได้เพื่อสร้างสีที่ต้องการ แต่ชั้นในของสารเคลือบนั้นทำจากพอลิเมอร์ที่มีรูพรุนซึ่งกระจายและสะท้อนแสงอินฟราเรดในระยะใกล้ถึงสั้นที่ส่องผ่านชั้นนอก นักวิจัยกล่าวว่ากลยุทธ์นี้ช่วยให้พวกเขาสร้างสารเคลือบที่มีสีใกล้เคียงกันและการสะท้อนแสงที่มองเห็นได้กับสีเชิงพาณิชย์มาตรฐาน แต่มีการสะท้อนแสงอินฟราเรดที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
“กลยุทธ์ของเราคือการเพิ่มการสะท้อนแสงในแสงอินฟราเรด เพื่อให้เราสามารถคงสีเดิมไว้และสะท้อนแสงอาทิตย์มากขึ้น เพื่อให้อาคารเย็น” Yang อธิบาย เขาเสริมว่าขนาดรูพรุนของชั้นล่างได้รับการปรับให้อยู่ในช่วงของแสงอินฟราเรด ซึ่งทำให้สะท้อนความยาวคลื่นเหล่านั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เฉดสีต่างๆนอกจากการใช้สีที่แตกต่างกันแล้ว นักวิจัยพบว่าการเปลี่ยนความหนาของชั้นเคลือบด้านบน จะทำให้ได้เฉดสีที่ต่างกันในสีเดียวกัน ตัวอย่างเช่น ชั้นบนสุดบางของสีน้ำเงินซูดานทำให้เกิดสีน้ำเงินอมขาว ในขณะที่เสื้อโค้ทหนาสร้างสีน้ำเงินเข้มขึ้น พวกเขายังแสดงให้เห็นถึงความเสถียรและความทนทานของสารเคลือบ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงในสีหรือการสะท้อนแสงของ bilayer หลังจากวางกลางแจ้งหรือในเตาอบที่อุณหภูมิ 60 °C เป็นเวลา 30 วันหลังคาและทางเท้าสะท้อนแสงสามารถต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้
นักวิจัยกล่าวว่าการออกแบบ bilayer เพิ่มความเก่งกาจของการเคลือบ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ชั้นบนสุดสามารถเปลี่ยนแปลงได้เพื่อให้ได้คุณลักษณะเฉพาะ เช่น การป้องกันสภาพอากาศ ในขณะที่การสะท้อนแสงอินฟราเรดของชั้นล่างจะยังคงอยู่ สิ่งนี้อาจเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ ซึ่งจำเป็นต้องมีการออกแบบโฟโตนิกและการตกแต่งพื้นผิวที่หลากหลาย
และพวกเขายังอ้างว่าเส้นใยสามารถจุ่มและระบายสีด้วยสารเคลือบเพื่อผลิตผ้าและเสื้อผ้าที่มีการสะท้อนแสงอาทิตย์สูง เพื่อช่วยให้คุณเย็นสบายในฤดูร้อนเมื่อผู้ป่วยที่ใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ฝังหัวใจประเภทอื่น (CIED) ต้องใช้รังสีรักษา แผนการรักษาได้รับการออกแบบมาเพื่อหลีกเลี่ยงการฉายรังสีโดยตรงของอุปกรณ์ เพื่อป้องกันการทำงานผิดปกติหรือความเสียหายถาวร อย่างไรก็ตาม การฉายรังสีโดยตรงชั่วคราวของ CIED สามารถเกิดขึ้นได้โดยไม่ได้ตั้งใจ เนื่องจากผู้ป่วยเคลื่อนไหวกะทันหันระหว่างการรักษา
Credit : jpperfumum.com lostsocksoftware.com luxuryleagueaustin.net minervagallery.org mypercu.com
