Documento de diseño de dispositivo portátil
El equipo conjunto utiliza el principio de triboelectricidad para generar energía triboeléctrica. La triboelectricidad se refiere al fenómeno en el que dos objetos diferentes se cargan debido a la fricción, lo que se llama triboelectricidad (o el fenómeno de que después de que dos objetos diferentes se frotan entre sí, un objeto se carga positivamente y el otro se carga negativamente).
De hecho, la triboelectricidad se produce frotando dos materiales, mejorando así el contacto entre sus superficies. Por ejemplo, este fenómeno triboeléctrico puede ocurrir cuando insertas un mechón de cabello en tu cabello.
A partir de la explotación de este fenómeno, se desarrolló un material compuesto llamado "nanogenerador triboeléctrico" (también conocido como TENG), que puede utilizarse para convertir el movimiento mecánico en energía eléctrica. Debido a su pequeño tamaño, Teng puede controlar dispositivos electrónicos mediante movimientos corporales. La capa triboeléctrica adquiere una carga eléctrica debido al movimiento mecánico del cuerpo, como caminar o correr. Este proceso convierte la energía mecánica en energía eléctrica, que luego se utiliza para cargar dispositivos electrónicos.
Por lo tanto, la capa compuesta de fibra completa del nanogenerador triboeléctrico (llamado EF-TENG) se puede utilizar en el proceso de fabricación de ropa. La capa compuesta se puede integrar fácilmente en telas comunes para crear un tejido que pueda usarse. Ropa que genera electricidad.
Los materiales nanogeneradores triboeléctricos no son una tecnología nueva. Este material fue desarrollado con éxito por primera vez por el académico Wang Zhonglin de la Academia de Ciencias de China (2012). Puede recolectar y utilizar energía eléctrica generada por la fricción y la electricidad estática, como darse la mano, caminar y las mareas.
Sin embargo, los materiales nanogeneradores triboeléctricos tradicionales tienen algunas propiedades indeseables, como una mala permeabilidad al aire. Además, no son muy eficientes en la generación y transmisión de electricidad.
Para resolver estos problemas, el equipo conjunto utilizó nanocables de plata como electrodos y nanofibras de poliestireno electrohiladas como capas de almacenamiento de carga basándose en investigaciones técnicas relevantes para mejorar las propiedades de los materiales nanogeneradores triboeléctricos, formando electrodos antibacterianos transpirables. y capas de mejora de inducción electrostática, consiguiendo un mejor rendimiento y mejorando la transpirabilidad.
Además, las cargas originalmente acumuladas en la superficie del material del nanogenerador triboeléctrico se drenarán o disiparán lentamente, reduciendo así el rendimiento de salida y la densidad de carga superficial. Gracias a las mejoras realizadas por el equipo conjunto, se añadió una película de poliestireno para estabilizar la densidad de carga superficial.
Los nanogeneradores compuestos de fibra completa hechos de fluoruro de polivinilideno/nylon electrohilados, nanocables de plata y poliestireno se pueden integrar fácilmente en la ropa normal, lo que permite usarlos para cargar pequeños dispositivos electrónicos. El equipo demostró el rendimiento de su nuevo tejido de alta tecnología alimentando 126 LED. Sin embargo, el dispositivo todavía carece de potencia suficiente para cargar dispositivos que requieren más energía.
Takuro Hiraoka Sakamoto, uno de los autores del artículo conjunto del equipo, dijo que debido a que el nuevo material formado en esta investigación es más suave y más transpirable, aunque esta tecnología actualmente solo se puede usar para LED y dispositivos pequeños. como una calculadora), pero sus propiedades materiales sugieren posibilidades futuras. Una vez que esté ampliamente disponible, la recolección de electricidad estática de la ropa tiene un gran potencial.
Nanogenerador triboeléctrico de fibra completa que se basa en una capa de almacenamiento de carga de poliestireno (nanoenergía) para aumentar la producción