私たちはすでに、履物、道路、そして今週、負傷した腱を治療するための埋め込み型刺激装置を含む多くの分野で使用されている電気を生成するために人間の動きの力を利用するという考えを見てきました、とメディアは報告しました。これらの可能性の1つは、電子機器に電力を供給することができる床であり、ETHチューリッヒの科学者は、LED電球や小型電子機器に電力を供給するのに十分強力なこの技術の効率的な形態を開発しました。
長年にわたり、科学者たちは、屋内および屋外で使用するためのセラミックタイルや、圧電効果に依存して機械的圧力下で電圧を生成する海綿状木材など、人間の動きから電気を発生させることができる多くの革新的なフローリングソリューションを調査してきました。この新しい例は、科学者がセルロースナノファイバーを木製の床に埋め込み、いわゆる摩擦電気効果によって振動したときに電荷を生成する2016年に見た別の例といくつかの類似点を共有しています。
摩擦電気効果はまた、下に電極が層状にされた2つの処理された木製ベニヤからなる新しいスマートウッドフロアの基礎を形成します。しかし、性能を所望のレベルに引き上げるには、木材の限られた発電能力に対処するために、いくらかの手直しが必要です。「木材は基本的に中立です」と、この研究の上級著者であるGuido Panzarasaは述べた。「これは、木材が電子を増減する本当の傾向がないことを意味します。したがって、課題は、木材が電子を引き付けて失うことができるようにすることです。
チームの解決策は、接触すると容易に電子を得るシリコーンで1つの木材をコーティングし、金属イオンと有機分子を別の木材に埋め込むことで、電子を失う傾向が高くなっていました。この処理は、異なる方向に切断された異なる種の木材でテストされ、チームは最も効率的な選択肢である放射状に切断されたトウヒを発見した。
科学者によると、この処理により、木材は天然木材よりも80倍の発電効率が向上し、最大1,500サイクルの一定の応力下で安定した出力が得られます。A4用紙ほどの大きさの床に成形されたこの材料は、家庭用LEDライト、電卓、その他の小型電子機器に電力を供給するのに十分な電力を生成することができます。
パンサラサ氏は、「私たちの焦点は、摩擦電気効果を持つように比較的環境にやさしい手順で木材を改質する可能性を実証することでした。トウヒは安価で入手でき、良好な機械的特性を有する。この機能化の方法は、産業レベルでは非常にシンプルでスケーラブルです。これは単なるエンジニアリング上の問題です。
科学者たちは現在、木材の取り扱いを改善し、商業用途に向けて作業する際に、木材をより環境にやさしく、適用しやすくするために取り組んでいます。彼らの利点として、「ダイナモ」は木製の床の自然な外観と耐久性を維持し、将来のスマートビルディングのスタイルを意識したデザイナーにとって魅力的な選択肢になる可能性があります。
「究極の目標は、すでに知られているものを超えて、木材の可能性を理解し、将来の持続可能なスマートビルディングのための木材の新しい特性を提供することです」とPanzarasa氏は述べています。この研究は雑誌Matterに掲載されました。