เทคโนโลยีเส้นใยผ้าระดับนาโน สร้างพลังงานไฟฟ้า ให้กับอุปกรณ์แบบใหม่ที่ไร้แบตเตอรี่
ลองจินตนาการดูสิว่า มันจะดีขนาดไหน ถ้ามีอุปกรณ์บางอย่าง ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานกล ที่เกิดขึ้นในระหว่างที่เรากำลังวิ่งจ๊อกกิ้ง มาสร้างเป็นพลังงานไฟฟ้าให้กับเครื่องเล่นเพลง หรืออุปกรณ์ Fitness tracker แบบไร้แบตเตอรี่ หรือใช้แรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากการที่มีรถไฟ หรือรถยนต์วิ่งผ่าน เพื่อวัดระดับความเครียดทางด้านกลศาสตร์ของพื้นผิวถนน และส่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์นี้ไปให้หน่วยงาน หรือใครก็ตามที่ต้องการข้อมูล นี้คือความเป็นไปได้ 2 รูปแบบ ในการนำเทคโนโลยีเก็บเกี่ยวพลังงานรูปแบบใหม่นี้ไปใช้งาน ซึ่งถูกสร้างขึ้นโดยความร่วมมือของทีมงานวิจัยนานาชาติ พวกเขาสามารถสร้างเส้นใยผ้าด้วยนาโนเทคโนโลยีที่มีความบางเป็นพิเศษ และมันสามารถเปลี่ยนแปลงพลังงานเชิงกลให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า สำหรับหล่อเลี้ยงอุปกรณ์ต่างๆ ได้เลย
คุณ Ray Baughman หนึ่งในทีมงานวิจัยจาก University of Texas ให้สัมภาษณ์ว่า “ความพยายามครั้งแรกของผม ต้องย้อนกลับไปในปี 1980 โดยการใช้เส้นใยพอลิเมอร์สังเคราะห์ เพื่อสร้างกล้ามเนื้อประดิษฐ์ (Artificial muscle) ที่สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้จากปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี เราเรียนรู้ว่า สามารถใช้พลังงานไฟฟ้า ไปขับเคลื่อนกล้ามเนื้อประดิษฐ์ เพื่อสร้างพลังงานกลขึ้นมาได้ และมันจะเป็นไปได้ไหม ถ้าเราทำสิ่งนี้แบบย้อนกลับ ในรูปแบบการใช้พลังงานกลเพื่อสร้าง และเก็บกักพลังงานไฟฟ้า และอีกหลายปีหลังจากนั้น ผมก็ล้มเหลวในการพยายามทำสิ่งนี้ แต่ในเวลาปัจจุบัน สิ่งนี้ได้เปลี่ยนแปลงไปแล้ว”
เส้นใยผ้าแบบพิเศษ ที่ทีมนักวิจัยได้สร้างขึ้น สามารถบิดเกลี่ยวได้ในรูปแบบเดียวกับขดลวด ทำให้เส้นด้ายสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้เมื่อเส้นใยถูกยืดออก โดยที่เส้นด้ายแต่ละเส้น สามารถสร้างพลังงานไฟฟ้าให้ดวงไฟ LED ขนาดเล็กส่องสว่างได้ และชิ้นผ้าที่มีน้ำหนักเพียง 1 กก. สามารถสร้างพลังงานไฟฟ้าได้ถึง 250 วัตต์ หากชิ้นผ้านี้ถูกยืดที่ความถี่ 30 ครั้งต่อวินาที
แต่สิ่งที่ยังคงเป็นปัญหาคือ ท่อนาโนคาร์บอน (Carbon nanotubes) ที่เป็นวัตถุดิบหลักของเทคโนโลยีนี้ยังมีราคาแพง แถมยังไม่สามารถผลิตได้เป็นจำนวนมาก เป็นข้อจำกัดให้ยังไม่สามารถนำเทคโนโลยีนี้ ไปใช้กับงานที่ต้องการเส้นใยผ้าแบบพิเศษนี้ในปริมาณมาก ตัวอย่างเช่น ในเวลานี้เราสามารถนำเส้นด้ายแบบพิเศษ ไปสอดแทรกในเนื้อผ้าปกติ เพื่อใช้เป็นอุปกรณ์ตรวจจับความเคลื่อนไหว แบบไม่ต้องใช้แบตฯ
และการใช้เส้นใยผ้าพิเศษนี้ในปริมาณมาก จะทำให้ผู้คนสามารถเก็บกักพลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากการขยับเคลื่อนไหวร่างกาย และสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคตนั้นน่าตื่นเต้นกว่า มันคือความฝันที่เราจะสร้างอุปกรณ์ราคาถูก ที่สามารถสร้างพลังงานไฟฟ้าจากความเคลื่อนไหวของกระแสคลื่นในทะเล
และมีความเป็นไปได้สูงมาก ที่เทคโนโลยีเส้นใยผ้าแบบพิเศษนี้ จะเป็นแหล่งพลังงานให้กับอุปกรณ์อัจฉริยะที่สามารถสวมใส่ได้ (Wearables devices) และนี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของสิ่งที่น่าตื่นเต้นมากๆ และผลงานการวิจัยครั้งนี้ ถูกตีพิมพ์ลงในวารสาร Science
ที่มา – news.thaiware.com , digitaltrends , science.sciencemag.org
