Već smo vidjeli ideju iskorištavanja snage ljudskog pokreta za generiranje struje koja se koristi u mnogim poljima, uključujući obuću, ceste, i, baš ove sedmice, uređaj za implantiranje stimulatora za liječenje ozlijeđenih tetiva, izvijestili su mediji. Jedna od ovih mogućnosti je pod koji može napajati elektronske uređaje, a naučnici u ETH Zurichu su sada razvili efikasan oblik ove tehnologije koji je dovoljno snažan da napaja LED žarulje i male elektronske uređaje.
Tokom godina, naučnici su istraživali niz inovativnih podnih rješenja sposobnih za generiranje električne energije iz ljudskog kretanja, uključujući keramičke pločice za upotrebu u zatvorenom i otvorenom, te sunđavo drvo koje se oslanja na piezoelektrični efekt za generiranje napona pod mehaničkim pritiskom. Ovaj novi primjer dijeli neke sličnosti s drugom koju smo vidjeli u 2016. godini, u kojoj su naučnici ugradili celulozna nanofibera u drvene podove, stvarajući električni naboj kada vibrira kroz tako zvani triboelektrični efekt.
Triboelektrični efekt također formira osnovu za novi pod pametnog drveta, koji se sastoji od dva tretirana drvena ljuskica s elektrodama slojem ispod. Ali da bi izvedba dosla na željeni nivo, potrebno je malo ljuljanja da bi se rijesio ograniceni kapacitet za generaciju energije drva. "Drvo je u osnovi neutralno," kaže Guido Panzarasa, viši autor studije. "To znači da drvo nema stvarnu tendenciju da dobije ili izgubi elektrone. Dakle, izazov je učiniti drvo sposobnim privući i izgubiti elektrone."
Rješenje tima je uključilo premazivanje jednog komada drveta silikonom koji s radošću dobija elektrone na kontaktu, te ugnjetavanje metalnih iona i organskih molekula na drugi komad drveta, dajući mu veću sklonost da izgubi elektrone. Ovaj tretman je testiran na različitim vrstama drva izrezanih u različitim smjerovima, a tim je tada pronašao najučinkovitiju opciju, radijalno rezanu smreku.
Prema naučnicima, ovaj tretman čini njihovo drvo 80 puta efikasnijim u generiranju električne energije od prirodnog drveta, i pruža stabilnu izlaznost pod stalnim stresom za do 1.500 ciklusa. Oblikovan u pod veličine A4 papira, materijal može proizvesti dovoljno struje za napajanje kućanstva LED svjetlima, kalkulatorima i drugom malom elektronikom.
Panzarasa je rekao: "Naš fokus je bio da pokažemo mogućnost modificiranja drveta relativno ekološki prijateljskim postupkom da imamo triboelektrični efekat. Smreka je jeftina, dostupna, i ima dobra mehanička svojstva. Ova metoda funkcionalizacije je prilično jednostavna i skalablna na industrijskom nivou. To je samo inženjerski problem."
Naučnici sada rade na poboljšanju rukovanja drvom kako bi bilo eko-prijateljskije i lakše primijeniti dok rade na komercijalnoj primjeni. U njihovu korist, "dinamo" održava prirodan izgled i izdržljivost drvenih podova, što bi ga moglo učiniti atraktivnom opcijom za stilom svjesne dizajnere u budućim pametnim zgradama.
"Krajnji cilj je razumjeti potencijal drveta, izvan već poznatih, i dati drvo novim svojstvima za buduće održive pametne zgrade," izjavio je Panzarasa. Istraživanje je objavljeno u časopisu Matter.
