Ενέργεια απο την κίνηση του σώματος

άρθρο / αναδημοσίευση του: nobi

Περπατάμε αθλούμαστε η καρδιά μας χτυπάει. Το σώμα μας παράγει διαρκώς μεγάλες ποσότητες ενέργειας.
Μια σειρά από νέες τεχνικές καθιστούν πλέον εφικτή την εκμετάλλευση της ενέργειας- που μέχρι σήμερα πήγαινε χαμένη. Η απότομη διακοπή μιας συνομιλίας επειδή ξεχάσαμε να φορτίσουμε την μπαταρία θα είναι σύντομα παρελθόν, θα αρκεί να κάνουμε μερικά βήματα ή να κουνήσουμε λίγο τα χέρια μας για να επαναφέρουμε το κινητό μας σε λειτουργία.
Η έρευνα επικεντρώνεται τώρα σε μια αστείρευτη και ανεκμετάλλευτη πηγή ενέργειας :το ίδιο μας το σώμα.
Το σώμα μας κρύβει τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Ένας μέσος ενήλικας έχει στα αποθέματά λίπους του ενέργεια που σε μια μπαταρία βάρους ενός τόνου, και κάθε μέρα οι δραστηριότητες μας παράγουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας που μένουν ανεκμετάλλευτες. Ας πάρουμε για παράδειγμα ένα γυμναστήριο όπου οι αθλούμενοι αδειάζουν τους μυς τους απο ενέργεια όταν μεταξύ άλλων σηκώνουν βάρη. Κατά των ίδιο τρόπο με την ενέργεια αυτή θα μπορούσαν να θέσουν σε λειτουργία μια γεννήτρια παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος. την αρχή αυτή την αναγνωρίζουμε απο το δυναμό του ποδηλάτου το οποίο απλούστατα παράγει φώς απο την κίνηση των ποδιών μας στα πετάλια.
Οι επιστήμονες ώμος είναι πολύ πιο φιλόδοξοι και βρίσκονται ήδη σε πολύ καλό δρόμο για την ανάπτυξη συλλεκτών οι οποίοι θα μπορούν να <<τραβήξουν>> ενέργεια απο το σώμα μας χωρίς καν να το αντιλαμβανόμαστε. Όλες τις κινήσεις του σώματος απο τον χορό μέχρι την χρήση του πληκτρολογίου του υπολογιστή καθώς όλες τις κινήσεις που λαμβάνουν χώρα μέσα στο σώμα μας για παράδειγμα την άντληση του αίματος απο την καρδιά οι επιστήμονες φιλοδοξούν να τις αξιοποιήσουν για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Πρόκειται για μια διαρκή και δωρεάν ενεργειακή πηγή η οποία μπορεί να τροφοδοτεί κινητά τηλέφωνα
mp3-player εξοπλησμό πλοήγησης αλλά και ιατρικές νανομηχανές του μέλλοντος οι οποίοι θα μετρούν θα αναλύουν και θα παρακολουθούν συνεχώς την κατάσταση της υγείας μας για παράδειγμα το ζακχαρο των διαβητικών θέτοντας αυτόματα χορίγηση φαρμάκου όταν αυτό είναι αναγκαίο.
Η ανθρώπινη ενέργεια θα αποτελέσει ένα απο τα σημαντικότερα ερευνητικά πεδία στα επόμενα χρόνια. Νέες ιδέες σε αυτό τον τομέα προτείνονται συνεχώς ενώ ήδη έχουν κάνει την εμφάνισή τους οι πρώτες καινοτόμες εφευρέσεις. Το Φεβρουάριο του 2008 ο Max Donelan του πανεπιστημίου Simon fraser του Καναδά μαζί με Καναδούς συναδέρφους ρου έδειξε για πρώτη φορά ότι είναι δυνατόν να αποσπάσουμε σχεδόν δωρεάν μεγάλες ποσότητες ενέργειας απο το ανθρώπινο βάδισμα. Οι επιστήμονες έχουν ανάπτυξη το πρωτότυπο μιας ειδικής επιγονατίδας η οποία μπορεί να εξοικονομεί για κάθε λεπτό βαδίσματος ρεύμα αρκετό για συνομιλία μισής ώρας στο κινητό τηλέφωνο.
Όσο διακρητική και αν είναι η λειτουργία της επιγονατίδας-γεννήτριας υπάρχει η δυνατότητα να συλλέξουμε ενέργεια απο το σώμα με πιό ανεπέσθητους τρόπους. μόλις μια εβδομάδα μετα την παρουσίαση της επιγονατίδας-γεννήτριας του Donalan η προσοχή του επιστημονικού κόσμου στράφηκε στον καθηγητή Zhong Lin Wang και τους δύο συνεργάτες του απο το ινστιτούτο τεχνολογίας της Georgia των ΗΠΑ. οι επιστήμονες έχουν εφεύρει μια νανογεννήτρια αποτελούμενη ουσιαστικά απο αόρατες νανοϊνες που μιάζουν με μικρές ευκαμπτες βούρτσες για καθαρισμό μπουκαλιών. Η γεννήτρια μπορεί να παράγει ηλεκτρισμό
όταν δύο ίνες τρίβονται μεταξύ τους. Η ανακάλυψη αποτελεί μια μεγάλη καινοτομία στον χώρο την νανοτεχνολογίας.
Οι νανοϊνες του Wang είναι τόσο μικρές που μπορούν να συλλέγουν ενέργεια απο εντελώς ανεπεσθητες κινήσεις του σώματος.
Επιπλέον από δέσμες τέτοιων ινών μπορούν να κατασκευαστούν κλωστές και αυτές να υφανθούν για να δώσουν ύφασμα.
Έτσι θα είναι τα <<ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΑ ΡΟΥΧΑ>> του μέλλοντος τα οποία θα συλλέγουν ενέργεια απο τις δονήσεις του σώματός μας.
Ο Wang περιγράφει τις νανοϊνες σαν μια ιδιαίτερα εύκαμπτη και ευέλικτη πηγή ενέργειας τη οποία μπορούμε να φέρουμε πάνω μας σε οποιοδήποτε ρούχο. Είναι πεπεισμένος ότι στο μέλλον θα μπορούμε να συλλέγουμε ηλεκτρισμό απο κουρτίνες και αντίσκηνα καθώς επίσης και απο τις δονήσεις που προκαλούνται απο συγκοινωνιακά μέσα, μηχανές και βιομηχανικούς ήχους.
Οι νανογεννήτριες του Wang βασίζονται στο λεγόμενο πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο κατά το οποίο μερικά υλικά έχουν την δυνατότητα να παράγουν ηλεκτρική τάση όταν πιέζονται ή κάμπτονται. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι ηλεκτρικοί αναπτήρες η λειτουργία των οποίων βασίζεται στην πίεση που ασκείται απο δύο πλάκες με πιζοηλεκτρικές νανοϊνες. οι ίνες ήταν κρύσταλλοι απο οξείδιο του ψευδαργύρου οι οποίοι έχουν ταυτόχρονα τις ιδιότητες ενός πιεζοηλεκτρικού υλικού και ενός ημιαγωγού οπότε κάθε φορά που δέχονται πίεση παράγουν ρεύμα. Τώρα ο Wang κατάφερε να αναπτύξει περαιτέρω την εφεύρεσή του. κατέληξε σε μια εύκαμπτη νανογεννήτρια καλλιεργώντας νανοκρυστάλους σε ίνες Κέβλαρ σαν άπειρες λεπτότατες τρίχες. 200 τέτοιες νανοϊνες πλέχτηκαν ανά ζεύγη με την μια ίνα δεμένη σε ένα ελατήριο ώστε οι ίνες να τρίβονται μεταξύ τους.
Σε πρωτότυπα με δύο ίνες Κέβλαρ ανά εκατοστό ο Wang έχει μέχρι στιγμής μετρήσει ένα αποτέλεσμα 16 pw (picowatt)
Η ισχύς αυτή είναι πάρα πολύ μικρή αλλά υπάρχει άφθονος χώρος στη νανοκλίμακα ώστε να μπορεί κανείς να αναπτύξει πάρα πολλές γεννήτριες. Ο Wang έχει δείξει ότι όταν πολλά ζεύγη ινών τυλίγονται σε μια κλωστή το αποτέλεσμα αυξάνεται 30 εώς 50 φορές. Οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει ότι τα ρούχα που έχουν υφανθεί με ίνες νανογεννήτριας θα μπορούν να παράγουν μέχρι 80 mw(milliwatt) ρεύμα ανά τετραγωνικό μέτρο όσο περίπου χρειάζονται τα κινητά τηλέφωνα και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές που συχνά έχουμε μαζί μας. Η κατασκευή τέτοιων υφασμάτων θα μπορεί να γίνει σε βιομηχανική κλίμακα με μικρό κόστος.

πηγή: από το περιοδικό science illustrated.