Ein Team von US-amerikanischen Wissenschaftlern hat ein Gerät entwickelt, mit dem elektrische Ladung aus menschlichen Bewegungen gewonnen werden kann, wodurch die Möglichkeit eröffnet wird, unsere Kleidung als Ladegerät für unsere elektrischen Geräte zu verwenden.

Das Gerät wurde von Wissenschaftlern des Vanderbilt University Laboratoriums für Nanomaterialien und Energiegeräte entwickelt. Dabei wurde ein nur wenige Atome dicker Filament aus schwarzem Phosphor verwendet, der beim Biegen oder Pressen elektrische Ladung erzeugt. Jedes Mal, wenn Sie sich hinsetzen oder aufstehen und Ihre Kleidung sich verbiegt, können Sie elektrischen Strom erzeugen.

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Der Prozess der Erzeugung elektrischer Ladung aus Bewegung ist keine neue Idee, aber die Bewegungsfrequenz, mit der diese Materialien - bekannt als piezoelektrische Materialien - am besten arbeiten, liegt bei über 100 Hertz.

Um dies in den Kontext der menschlichen Bewegung zu bringen, sagte einer der Studenten dieser neuen Entwicklung: “Wenn Sie Usain Bolt betrachten, sehen Sie den schnellsten Mann der Erde. Wenn ich ihn ansehe, sehe ich eine Maschine, die bei 5 Hertz arbeitet”.

Natürlich bewegen sich die meisten von uns nicht in der Nähe dieser Geschwindigkeit, aber die schwarzen Phosphor-Nanoblätter sind offensichtlich in der Lage, Energie mit der Geschwindigkeit zu erzeugen, mit der wir Sterbliche sich bewegen.

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Bevor Sie glauben, dass dies die Lösung ist, wenn der Akku Ihres Smartphones immer weniger wird, sind die von diesem Gerät erzeugten Spannungswerte derzeit sehr gering. Das Team ist der Meinung, dass ein Vollhemd derzeit genug Strom erzeugen kann, um ein kleines LCD-Display mit Strom zu versorgen.

In der Zukunft sieht das Team mögliche Anwendungen in der Kleidung, die eine elektrische Ladung erfordern. Ein T-Shirt, das die Farbe ändert, ist eine mögliche Option. Die interessanteste Idee ist jedoch ein selbstfahrendes Tracking-Gerät.

Der Professor, der das Team leitete, Cary Pint, sagte: “Wenn unser Gerät in Kleidung eingebaut wird, kann es die menschliche Bewegung in ein elektrisches Signal mit hoher Empfindlichkeit umwandeln, das eine historische Aufzeichnung unserer Bewegungen liefert.” Das Gerät könnte also sowohl das Ladegerät als auch der Tracker sein.

Wenn ein Kleidungsstück in der Lage ist, Ihre Körperposition genau zu messen und zu übertragen, könnte es als Fitness-Tracker fungieren, der Ihre Körperleistung und Form misst. Dieselbe Technologie könnte auch auf die Bewegungsverfolgung in einer virtuellen Realität angewendet werden, so dass Sie einen physischen Körper in einer virtuellen Umgebung haben und Ihren Körper als Controller verwenden können.

Der Artikel mit dem Titel "Ultralow Frequency Electrochemical Mechanical Strain Energy Harvester mit 2D-Schwarzphosphor-Nanoschichten" wurde online in der wissenschaftlichen Publikation ACS Energy Letters veröffentlicht.

Da es sich noch in der Phase einer wissenschaftlichen Forschungsarbeit befindet, sind wir weit davon entfernt, diese Technologie in unserer eigenen Kleidung zu sehen. Wenn wir jedoch mehr über diese Entwicklung erfahren, werden wir Sie darüber informieren.

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Über die Vanderbilt University

Bildnachweis: John Russel / Vanderbilt University