Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από την αναπνοή

Μια συσκευή που προσομοιώνει την παραγωγή ενέργειας από την αναπνοή

Το ίδιο φυσικό φαινόμενο, που λέγεται πιεζοηλεκτρικό, το οποίο επιτρέπει το άναμμα μιας ψησταριάς αερίου με το πάτημα ενός κουμπιού, μια μέρα μπορεί να τροφοδοτεί με ηλεκτρική ενέργεια αισθητήρες στο σώμα του ανθρώπου, μέσω της διαδικασίας της εισπνοής-εκπνοής από την μύτη του.

Ερευνητές με επικεφαλής τον καθηγητή μηχανολογίας και επιστήμης των υλικών του πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν-Μάντισον των ΗΠΑ Ξουντόνγκ Γουάνγκ, που παρουσίασαν το σχετικό επίτευγμα στο περιοδικό για θέματα ενέργειας «Energy and Environmental Science», δημιούργησαν μια πλαστική νανοσυσκευή, η οποία δονείται όταν τη διαπερνά αέρας χαμηλής ταχύτητας, όπως αυτός που κατά την ανθρώπινη αναπνοή περνά συνεχώς μέσα από την μύτη.....

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα ειδικό βιοσυμβατό υλικό, το πολυβινυλυδενοφθορίδιο (PVDF), ένα θερμοανθεκτικό πολυμερές, που συνήθως χρησιμοποιείται ως στεγανωτικό και μονωτικό. Στο υλικό αυτό, όπως και σε ορισμένα άλλα, συσσωρεύεται ηλεκτρικό φορτίο, όταν ασκείται μηχανική πίεση πάνω τους (πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο).
Οι ερευνητές κατάφεραν να τροποποιήσουν το υλικό και να το λεπτύνουν υπερβολικά, χωρίς όμως αυτό να χάσει τις πιεζοηλεκτρικές ιδιότητές του, έτσι ώστε να δημιουργεί επαρκή ηλεκτρική ενέργεια ακόμα και από την πίεση του λιγοστού αέρα της αναπνοής. Αυτή η μέθοδος μελλοντικά θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για την τροφοδότηση μικροσκοπικών ηλεκτρικών συσκευών και αισθητήρων πάνω στο πρόσωπο και το υπόλοιπο σώμα.

Όπως είπε ο Γουάνγκ, σε πρώτη φάση «συλλέγεται» μηχανική ενέργεια από βιολογικά συστήματα και στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική. Η ροή του αέρα κατά την εισπνοή-εκπνοή είναι κάτω από δύο μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Ακόμα όμως και με αυτή την χαμηλή ροή, αν το υλικό είναι πολύ λεπτό, δονείται επαρκώς ώστε να παράγει ένα μικρο-βάτ ρεύματος.
Η νέα ανακάλυψη αποτελεί ένα ακόμα βήμα στο δρόμο για την αξιοποίηση της νανοτεχνολογίας σε νέου τύπου βιοϊατρικές συσκευές, οι οποίες, για παράδειγμα, θα παρακολουθούν το επίπεδο της γλυκόζης στο αίμα των διαβητικών ή θα φορτίζουν την μπαταρία του βηματοδότη των καρδιοπαθών, ώστε να μην χρειάζεται αντικατάσταση. Η διαρκής πηγή της απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας για τέτοιες συσκευές μπορεί να ληφθεί από διάφορες βιολογικές διαδικασίες όπως η ροή του αίματος, η κίνηση, η θερμότητά του σώματος ή, ακόμα, και η αναπνοή, σύμφωνα με τη νέα έρευνα.
www.kathimerini.gr με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ - blogs.rsc.org