მეცნიერებმა შექმნეს მოწყობილობა, რომელიც ელექტროენერგიას არც მეტი, არც ნაკლები, თოვლის ფიფქებისგან გამოიმუშავებს.
მოწყობილობა ტრიბოელექტრულ ეფექტს ეფუძნება, რომლის დროსაც ელექტრული მუხტი გამომუშავდება ორი ნივთიერების ერთმანეთთან კონტაქტის დროს. მოწყობილობის შემქმნელებმა გამოიყენეს ის ფაქტი, რომ თოვლის ფიფქები დადებითი ელექტრული მუხტის მატარებელია.
ამის გამო, ფიფქები გასცემენ ელექტრონებს და შესაბამისად, წარმოქმნიან შანსს, რომ ურთიერთქედებაში შევიდნენ შესაფერის, უარყოფითად დამუხტულ სუბსტანციასთან.
„თოვლი ისედაც დამუხტულია და ვიფიქრეთ, რატომ არ უნდა დავახვედროთ მას საწინააღმდეგო მუხტის მქონე სხვა მასალა, რათა ამ მუხტებისგან ელექტროენერგია მივიღოთ?“ — განმარტავს კალიფორნიის უნივერსიტეტის ქიმიკოსი მაერ ელ -კადი.
მართალია, თოვლი ამ მიზნით აქამდე არავის არასოდეს გამოუყენებია, მაგრამ მსგავსი რამ სხვა მეცნიერებმა სხვა ნივთიერებებით მოახერხეს.
ჯგუფის მიერ შექმნილი მოწყობილობა თოვლზე დაფუძნებული ტრიბოელექტრული ნანოგენერატორია — მასალა, რომელიც დამოკიდებულია ტრიბოელექტრულ ეფექტსა და ელექტროსტატიკურ ინდუქციაზე და აგროვებს ენერგიას.
ბოლო წლებში მეცნიერებმა სხვა სახის ტრიბოელექტრული ნანოგენერატორებიც ააგეს, რომლებიც ელექტროენერგიას გამოიმუშავებენ წვიმის წვეთებისგან, ფიზიკური მოძრაობისგან, მანქანის საბურავის ხახუნისგან და იატაკის ფიცრებზე სიარულისგანაც კი.
ყველა ამ მეთოდში, მათ შორის ახალ თოვლის ტრიბოელექტრულ ნანოგენერატორშიც პრინციპი იგივეა, მიუხედავად იმისა, რომ მეთოდები ოდნავ განსხვავდება და დამოკიდებულია მოძრაობისა და ნივთიერებების ტიპებზე.
კალიფორნიის უნივერსიტეტის ქიმიკოსის, რიჩარდ კანერის განცხადებით, სტატიკური ელექტროენერგია წარმოიქმნება იმ ნივთიერებებთან ურთიერთქმედებით, რომელთაგან ერი იჭერს ელექტრონებს, მეორე კი გასცემს. შედეგად, საჭიროა მუხტების გამოცალკევება და ელექტროენერგია თითქმის არაფრისგან წარმოიქმნება.
თოვლის ტრიბოელექტრული ნანოგენერატორით, მას შემდეგ, რაც მოწყობილობა დააპროექტეს და ელექტროდები 3D პრინტერით დაბეჭდეს, ელექტროენერგიის გამომუშავების მაჩვენებელი სხვადასხვა ტრიბოელექტრული ნივთიერების შემთხვევაში გაზომეს. მიღებული მაჩვენებლები თანაბარი არ აღმოჩნდა.
ელ-კადის განმარტებით, მიუხედავად იმისა, რომ თოვლი ელექტრონებს გასცემს, მოწყობილობის წარმადობა დამოკიდებულია იმ ნივთიერებათა ეფექტიანობაზე, რომლებმაც ეს ელექტრონები უნდა დაიჭირონ.
სხვადასხვა მასალის ტესტირების შემდეგ გაირკვა, რომ ყველაზე მეტ მუხტებს სილიკონი წარმოქმნის.
მოწყობილობაში ტრიბოელექტრულ შრედ სილიკონის გამოყენებისას, ელექტრული მუხტის გამომუშავება შეუძლია მრავალ სხვადასხვა საკონტაქტო მექანიზმს, მათ შორის თოვლის ფიფქების დაცემას პირდაპირ სილიკონის ფენაზე.
შემდეგ საფეხურზე, ჯგუფმა გატესტა ველოსიპედის საბურავსა და ზამთრის ჩექმების ძირებზე მოთავსებული სილიკონის ფენის კონტაქტი თოვლთან.
მიუხედავად იმისა, რომ ამ ექსპერიმენტთა დროს წარმოქმნილი ელექტოენერგიის ოდენობა დიდი არ იყო, მკვლევართა თქმით, სამომავლოდ უფრო ადვილი იქნება თოვლის ტრიბოელექტრული ნანოგენერატორების მოთავსება მზის პანელებზე. შედეგად, პანელები ელექტროენერგიას თოვლიან ამინდშიც გამოიმუშავებენ, როცა ამ პანელების ეფექტიანობა მინიმუმამდეა შემცირებული ან საერთოდ არ მუშაობს.
გამომდინარე იქიდან, რომ თოვლი ყოველწლიურად დედამიწის ზედაპირის 46 მლნ კვადრატულ კილომეტრ ფართობზე მოდის, ეს შესაძლებლობა უზარმაზარია ამ ტექნოლოგიის მასშტაბების ზრდისთვის.
მკვლევართა განცხადებით, თოვლის ტრიბოელექტრული ნანოგენერატორები უახლოეს მომავალში ბინას ჯერ ალბათ თოვლიან რეგიონებში განთავსებულ ამინდის შორეულ სადგურებზე დაიდებს.
კვლევა ჟურნალ Nano Energy-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ucla.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
