Một nghiên cứu mới cho thấy điều này có thể sớm trở thành hiện thực nhờ một loại vật liệu đột phá có khả năng biến chuyển động hằng ngày của bạn thành điện năng hữu ích.

Các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi Giáo sư M. Jasim Uddin tại Viện bách khoa SUNY (Hoa Kỳ), chế tạo ra lớp màng lai (hybrid), giúp cải thiện đáng kể hiệu suất của máy phát điện nano điện ma sát, thiết bị được thiết kế để thu năng lượng cơ học, chuyển đổi thành điện năng.

Máy phát điện nano điện ma sát hoạt động bằng cách sử dụng sự tiếp xúc và phân tách của vật liệu để tạo ra điện tích. Mặc dù khái niệm này tồn tại từ nhiều năm qua, nhưng hiệu suất vẫn là thách thức lớn, hạn chế khả năng cung cấp năng lượng đáng tin cậy cho các thiết bị.

Nhóm nghiên cứu tại Viện bách khoa SUNY giải quyết vấn đề này bằng cách chế tạo vật liệu mới, kết hợp polymer với các hạt đặc biệt để tăng cường sản xuất điện. Nghiên cứu này công bố trên ACS Omega, đánh dấu bước tiến lớn hướng tới công nghệ tự cung cấp năng lượng bền vững.

Cụ thể, họ nhúng các hạt nhỏ barium titanate (BaTiO₃), vật liệu nổi tiếng với tính chất điện tuyệt vời, vào hỗn hợp polymer dẻo làm từ PVDF-HFP và PEO. Sự kết hợp này tạo ra lớp màng cấu trúc vi mô, không chỉ nhẹ và có thể uốn cong mà còn có khả năng tạo ra năng lượng lớn hơn nhiều so với các thiết kế trước đây.

Trong các thử nghiệm, lớp màng này tăng sản lượng điện lên 450% so với các vật liệu tiêu chuẩn, tạo ra tới 18 volt từ các chuyển động đơn giản như đi bộ, xoay cổ tay hoặc gõ lên bàn. Con số này đủ để hình dung việc cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ gọn đeo được, máy theo dõi sức khỏe hoặc cảm biến thông minh tích hợp trong các vật dụng hằng ngày.

Điều làm cho bước đột phá này trở nên đặc biệt thú vị, chính là tính thực tiễn của vật liệu. Lớp màng mỏng, dẻo và bền, có nghĩa là nó có thể được dệt vào quần áo, gắn vào dụng cụ thể thao hoặc tích hợp vào vật liệu xây dựng mà không làm tăng trọng lượng hay kích thước.

Giải pháp này mở ra cánh cửa cho các thiết bị đeo được không bao giờ cần sạc, các cảm biến y tế liên tục theo dõi sức khỏe mà không cần pin, và cơ sở hạ tầng thông minh tự cung cấp năng lượng thông qua rung động hoặc chuyển động của người đi bộ.

Bằng cách kết hợp thiết kế sáng tạo với các ứng dụng thực tế, Giáo sư Uddin và nhóm nghiên cứu chứng minh chuyển động tự thân có thể trở thành nguồn năng lượng đáng tin cậy. Công trình của họ mở ra cho một tương lai, nơi chuyển động của chúng ta không chỉ giúp chúng ta tiếp tục hoạt động mà còn sáng tạo công nghệ.