این چادر مسافرتی جدید با تکان‌های ناشی از باد و حرکت افراد برق تولید می‌کند

پژوهشگران چادر مسافرتی جالبی طراحی کرده‌اند که می‌تواند از حرکات و نوسانات خود، انرژی الکتریکی استخراج کند. این فناوری می‌تواند در آینده انرژی مورد نیاز گجت‌ها و تجهیزات الکترونیکی کوچک را در پناهگاه‌ها، مناطق بحران‌زده و اردوگاه‌های دور از شبکه برق تأمین کند.

به گزارش لایوساینس، این چادر برپایه خاصیت Magnetoelasticity یا کشسانی‌مغناطیسی کار می‌کند؛ موادی با این خاصیت توانایی تبدیل رفتارهای مکانیکی مثل خم‌شدن و کشش را به انرژی الکتریکی دارند.

مفهوم مگنتوالاستیسیته اولین‌بار در سال ۱۸۶۵ توسط فیزیک‌دان ایتالیایی، «امیلیو ویلاری» (Emilio Villari)، توصیف شد که به عنوان «اثر ویلاری» نیز شناخته می‌شود. این اثر بیان می‌کند که اعمال فشار یا تنش مکانیکی به یک ماده در حضور میدان مغناطیسی خارجی، چگالی شار مغناطیسی آن را تغییر می‌دهد.

این چادر از لایه‌های منسوجات هوشمندی ساخته شده که به حرکات افراد در درون و اطراف چادر واکنش نشان می‌دهند و هم‌زمان حرکات محیطی و زیست‌مکانیکی را به برق تبدیل می‌کنند. وزش باد، جابه‌جایی افراد در داخل چادر یا حتی خم‌شدن پارچه هنگام برپا کردن آن، همگی در فرایند تولید انرژی نقش ایفا می‌کنند.

چادر مسافرتی با قابلیت تولید برق

پارچه این چادر نقش یک گردآورنده انرژی را دارد. هنگامی که ماده دچار خمیدگی، کشش یا انعطاف می‌شود، حالت مغناطیسی آن تغییر می‌کند و این جابه‌جایی فاز از طریق فرایند القای الکترومغناطیسی به جریان الکتریکی تبدیل می‌شود.

ساختار ‌ساده اما کارآمد این چادر شامل بخش‌های متفاوتی است؛ در کف چادر، نوارهای مگنتوالاستیک تعبیه شده‌اند تا فشار و حرکات ناشی از نشستن و قدم زدن افراد را جذب کند. همچنین، سقف چادر دارای معماری لایه‌ای مجزایی است که فیبرهای رسانا را با لایه مگنتوالاستیک ترکیب می‌کند تا بیشترین بهره ممکن را از وزش باد و ارتعاشات محیطی داشته باشد.

در آزمایش‌های انجام‌شده، پژوهشگران گزارش دادند که ضربه‌زدن ساده با دست روی یک نمونه کوچک از پارچه مگنتوالاستیک توانست یک خازن ۰.۲۲ میکروفارادی را ظرف مدت ۱.۵ ثانیه تا ولتاژ ۵.۸ ولت شارژ کند.

کاربرد اصلی این فناوری در مناطقی است که دسترسی به برق شهری محدود، نامطمئن یا غیرممکن است. در چنین شرایطی، حتی تولید برق در مقادیر اندک نیز می‌تواند برای روشن‌کردن چراغ‌های LED، راه‌اندازی دستگاه‌های مخابراتی یا حسگرهای مهم تغییرات بزرگی ایجاد کند.

این چادر برخلاف ژنراتورهای معمولی نیازی به حمل سوخت ندارد و برخلاف پاوربانک‌ها و باتری‌های سنگین، وزن اضافی به بار مسافران اضافه نمی‌کند. علاوه‌بر‌این، برخلاف پنل‌های خورشیدی که تنها در ساعات آفتابی کارایی دارند، چادر مگنتوالاستیک در هوای ابری، سایه و حتی تاریکی مطلق شب به تولید برق ادامه می‌دهد.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Matter منتشر شده است.