วันหนึ่งเสื้อแจ็คเก็ตหรือกางเกงยีนส์สามารถให้พลังงานแก่โทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ได้หรือไม่?
นี่คือจุดมุ่งหมายของทีมนักวิทยาศาสตร์ที่มีวินัยหลากหลาย รวมถึงจากสถาบันวิจัยวัสดุที่ยืดหยุ่นของมหาวิทยาลัย Heriot-Watt ซึ่งอยู่เบื้องหลังโครงการใหม่ในการเก็บเกี่ยวพลังงานจลน์ที่เกิดขึ้นในเสื้อผ้าผ่านนาโนเทคโนโลยีอันล้ำสมัย
นักวิชาการซึ่งทั้งหมดอาศัยอยู่ในสกอตแลนด์และไอร์แลนด์ กำลังพยายามสร้างระบบพลังงานอิสระที่สวมใส่ได้โดยใช้แรงเสียดทาน พวกเขาจะใช้เครื่องกำเนิดนาโนที่ทันสมัยซึ่งออกแบบมาเพื่อจับและนำพลังงานจลน์กลับมาใช้ใหม่ในวัสดุเสื้อผ้าที่สร้างขึ้นในขณะที่ผู้สวมใส่เคลื่อนไหว หากประสบความสำเร็จ อุปกรณ์เล็กๆ น้อยๆ ที่ไม่เกะกะเหล่านี้จะนำไปทอเป็นเสื้อผ้าประจำวัน
ทีมงานบอกว่าพวกเขา เทคโนโลยี โดยจะวางจำหน่ายในช่วงต้นปี 2027 และสามารถจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น โทรศัพท์มือถือ สมาร์ทวอทช์ และแท็บเล็ตได้
ศาสตราจารย์ George Stylios จาก School of Textiles and Design ของ Heriot-Watt ใน Scottish Borders เป็นผู้นำด้านสิ่งทอของโครงการ เขากำลังศึกษาวิธีพัฒนาและผสานเทคโนโลยีเข้ากับเสื้อผ้า
เขากล่าวว่า: “ในฐานะมนุษย์ เราใช้พลังงานจำนวนมหาศาลในขณะที่เคลื่อนที่ไปรอบๆ ทำไมไม่ลองจับสิ่งนี้และนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์
“การทำเช่นนี้ไม่เพียงแต่จะเป็นประโยชน์ต่อโลกในการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเท่านั้น แต่ยังมอบความสะดวกสบายอย่างต่อเนื่องให้กับชีวิตของผู้คนด้วย
“ประเภทและกลไกของผ้า และที่สำคัญที่สุดคือปฏิกิริยาที่พื้นผิวของเนื้อผ้า มีความสำคัญในการทำให้เราสามารถผลิตพลังงานได้เพียงพอโดยผลของการเคลื่อนไหวควบคู่และเทคโนโลยีนาโนเพื่อสร้างแหล่งพลังงานไฟฟ้าหมุนเวียน”
โครงการนี้เป็นการผสมผสานระหว่างวิทยาศาสตร์ที่ทันสมัยและผ้า
ในลักษณะเดียวกับที่สร้างไฟฟ้าสถิต นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาวิธีเพิ่มประสิทธิภาพการเสียดสีที่เกิดขึ้นระหว่างวัสดุสองชนิดเพื่อสร้างประจุ พวกเขากำลังพัฒนาผ้าที่มีความยืดหยุ่นซึ่งเรียกว่าเครื่องกำเนิดนาโนไทรโบอิเล็กทริกหรือ TENG สำหรับระยะสั้นเพื่อควบคุมและจัดเก็บแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนนี้
ความพยายามครั้งก่อนๆ ในการสร้างแฟบริค TENG ล้มเหลวอย่างมากเนื่องจากไม่สามารถผลิตพลังงานได้เพียงพอ แต่โครงการล่าสุดนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อใช้วัสดุเฉพาะทางเพื่อเพิ่มแรงเสียดทานของผ้าให้สูงสุด และออกแบบ TENG ที่มีประสิทธิภาพสูงพร้อมประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น
ศาสตราจารย์สไตลิออสกล่าวต่อ: “ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเราคือการเพิ่มกำลังขับของเรา เพื่อทำให้ตัวเลือกนี้เป็นไปได้ ตัวอย่างเช่น TENG สิ่งทอในปัจจุบันผลิตพลังงานในช่วงไมโครวัตต์ถึงมิลลิวัตต์ เราจำเป็นต้องเพิ่มระดับความเสียดทานอย่างมากเพื่อให้ได้เอาต์พุตหลายร้อยมิลลิวัตต์ ซึ่งจำเป็นสำหรับการจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์พกพาส่วนใหญ่
“คำตอบของเราสำหรับปัญหานี้คือการสร้างวัสดุผ้าที่ผลิตพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับใช้ในเสื้อผ้าทุกชิ้น เราต้องการเพิ่มประสิทธิภาพการเสียดสีและใช้เทคนิคการแปรรูปวัสดุขั้นสูงเพื่อผลิตพื้นผิวที่ทำงานบนเส้นใยขนาดไมครอน”
แม้ว่าแนวคิดเรื่องการใช้ไฟฟ้าที่เก็บไว้อย่างมีประสิทธิภาพอาจฟังดูอันตราย ศาสตราจารย์สไตลิออสกล่าวว่าไม่มีอะไรต้องกลัว
“เทคโนโลยีนี้ปลอดภัยในการสวมใส่และใช้งาน เนื่องจากระดับของกระแสไฟที่ออกมานั้นต่ำมาก จึงไม่เป็นอันตรายต่อผู้ใช้” เขากล่าว
“โฟกัสจะอยู่ในบริเวณที่มีการสัมผัสสูงสุดของร่างกาย เช่น ที่ด้านข้างของข้อศอก
“เมื่อเราสร้างและเก็บพลังงานนี้แล้ว คำถามคือเราจะถ่ายโอนสิ่งนี้ไปยังอุปกรณ์พกพาได้อย่างไร เรามีสองวิธีในการทำเช่นนี้ ประการแรกเราสามารถเก็บไฟฟ้าไว้ในพอลิเมอร์ขนาดเล็กได้ แบตเตอรี่ บนเสื้อผ้า แต่ความชอบของฉันคือตัวเลือกที่สองในการถ่ายโอนไฟฟ้าโดยตรงแบบไร้สาย เพียงแค่พกโทรศัพท์ไว้ในกระเป๋าเสื้อของเรา”