Langaton lataus tekstiileihin ja sisäilmasta sähköä ja happea

Drexelin ja Pennsylvanian yliopistojen sekä Kalifornian Accenture Labsin tutkijat ovat omaksuneet uuden lähestymistavan tekstiilielektroniikan haasteeseen rakentamalla langattoman energiaverkon tekstiileille.

Tutkijat rakensivat verkon tulostamalla kuitukanksia puuvillatekstiilejä musteella, joka koostuu MXene-tyyppisestä nanomateriaalista, joka on samalla erittäin johtava ja riittävän kestävä vaatteiden taittamisen, venytykseen ja pesuun.

Nykyiset energialähteet kuten akut ja monimutkaiset johdotukset vaativat tyypillisesti jäykkiä komponentteja, jotka eivät ole ihanteellisia vaate-elektroniikalle.

Sitä vastoin tiimin ehdottama tekstiiliverkko printattiin kevyelle, joustavalle puuvillasubstraatille. Se sisältää tulostetun resonaattorikelan, joka mahdollistaa langattoman latauksen ja kolmen tekstiilisen superkondensaattorin sarja jotka voivat varastoida energiaa ja antaa sitä sähkölaitteiden käyttöön.

Verkko pystyi latautumaan langattomasti 3,6 voltilla – tarpeeksi virtaa puettavien antureiden lisäksi myös tietokoneiden digitaalisiin piireihin tai pieniin laitteisiin, kuten rannekelloihin ja laskimiin. Vain 15 minuutin lataus tuotti tarpeeksi energiaa pienille laitteille yli 90 minuutiksi. Ja sen suorituskyky tuskin heikkeni laajan taivutus- ja pesujaksojen jälkeen, jotka simuloivat vaatteisiin kohdistuvaa kulumista.

Binghamtonin yliopiston professori Seokheun Choi ja tohtoriopiskelija Maryam Rezaie ovat kehittäneet keinotekoisia kasveja, joita voidaan syöttää hiilidioksidilla ja saada ne sitten tuottamaan happea ja jopa hieman sähköä.

Alkujaan tutkijakumppanit suunnittelevat bakteerikäyttöisiä bioakkuja - nieltäviä ja muita mutta muunsivat tutkimuksiaan ideaksi keinotekoisista kasveista, jotka puhdistavat huoneistojen sisäilmaa ja tuottavat vähän sähköä.

Käyttämällä biologisia aurinkokennoja ja niiden fotosynteettisiä bakteereja, Choi ja Rezaie loivat keinotekoisen kasvinlehden omaksi ilokseen ja hiffasivat, että konseptilla on laajempia vaikutuksia. He rakensivat järjestelmän, jossa oli viisi lehteä, ja testasivat sitten sen hiilidioksidin talteenottonopeutta ja hapentuotantokykyä.

Vaikka noin 140 mikrowatin sähköntuotanto on toissijainen etu, Choi toivoo parantavansa tekniikkaa saavuttaakseen yli 1 milliwatin vähimmäistehon. Hän haluaa myös integroida ratkaisuunsa energian varastointijärjestelmän, kuten litiumioniakut tai superkondensaattorit.

"Hienosäädön kautta nämä keinotekoiset kasvit voisivat olla osa jokaista kotitaloutta. Tämän idean edut on helppo nähdä." Choi sanoo yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheista aiemmin:

Käytännöllisiä lämpösähkömateriaaleja

Keinotekoiset lehdet tuottavat kaasua ja nesteitä