Bilim insanları havadan elektrik üreten kağıt tabanlı giyilebilir cihazı tanıttı.

Son on yılda, özellikle sağlık hizmetleri için tasarlanan giyilebilir elektronikler önemli ölçüde popülerlik kazanmıştır. Ancak araştırmacılar hala bunlara güç sağlamanın en iyi yolları üzerinde çalışıyor.
Geleneksel piller şu anda en yaygın çözümdür, ancak genellikle daha fazla esnekliğe ihtiyaç duyarlar ve sürekli kullanımda sadece kısa bir süre dayanırlar.

Kablosuz güç aktarım teknikleri alternatif bir çözüm sunmaktadır, ancak bu sistemler sınırlı menzile ve taşınabilirliğe sahiptir.

Çözüm olarak, Binghamton Üniversitesi Profesörü Seokheun “Sean” Choi, Yardımcı Doçent Anwar Elhadad ve doktora öğrencisi Yang “Lexi” Gao, havadan nem çekmek ve bu suyu elektriğe dönüştürmek için yeni bir yöntem geliştirdi.

Choi, “Giyilebilir elektronikler gelecekte enerji hasadı tekniklerini kullanacak, ancak şu anda teknikler zaman açısından çok düzensiz, konum açısından rastgele ve verimsiz bir şekilde dönüştürülüyor” dedi.
“Bu konu ilgimi çekti çünkü havamızdaki nem her yerde bulunuyor ve nemden enerji toplamanın çok kolay olduğunu fark ettim.
Choi'nin Biyoelektronik ve Mikrosistemler Laboratuvarı'nın son 15 yılda biyo-piller hakkında edindiği bilgileri uyarlayan jeneratör, su moleküllerini pozitif ve negatif iyonlara ayıran “fonksiyonel grup” olarak bakteri sporlarını kullanıyor.
Kağıdın kılcal damarları sporları emerek üstte alttakinden daha fazla pozitif iyon içeren bir gradyan oluşturuyor. Bu dengesizlik bir elektrik yüküne yol açar.
Bir tarafı hidrofobik, diğer tarafı hidrofilik olan bir Janus kağıt katmanı eklemek nem emilimini artırır.
Bu katman su moleküllerini çeker ve işlenene kadar cihazın içinde tutar.

Araştırma, Choi'nin tamamen kağıttan esnek, giyilebilir, ölçeklenebilir ve çevreye zarar vermeden tek kullanımlık cihazlar yapmayı içeren papertronics arayışını sürdürüyor.

Choi, nem-elektrik jeneratörünün düşük güçlü sensörler, ilaç dağıtımı ya da elektrik stimülasyonu için  niteliğinde olduğunu düşünüyor.

Potansiyel iyileştirmeler ve geliştirmeler arasında güç çıkışının artırılması, enerji depolama için bir yöntem geliştirilmesi ve diğer enerji toplama teknikleriyle entegre edilmesi yer alıyor.

Choi ayrıca cihazı mikro-elektromekanik sistemlerle (MEMS) aynı ölçeğe küçültmeyi umuyor.
“Bir cihazın boyutu benim için çok büyük. Ben bir MEMS adamıyım!” dedi.
“Her bir birimi küçülterek ve küçük bir ayak izi içinde daha fazla hücre bağlayarak güç yoğunluğunu önemli ölçüde artırabiliriz. Ayrıca, kağıt kullandığımız için origami teknikleri de dahil olmak üzere birçok başka fikri deneyebiliriz.”
Diğer araştırmacılar uzun vadeli giyilebilir cihazlar geliştirirken, Choi'nin içgüdüsü, çöp sahalarını elektronik atıklarla doldurmayacak tek kullanımlık cihazlara odaklanarak ters yöne gitmektir.

“Bir şeyi dört ay boyunca bütün gün giymek istemiyorum,” dedi.
“Kısa bir süre kullanıp sonra atmak istiyorum - bu açıdan kağıt en iyisi.”
Ancak havadaki nemden elektrik üreten bir cihaz ilk kez yapılmıyor.

‍