భవిష్యత్ ఎలక్ట్రానిక్ గాడ్జెట్ల కోసం వైర్‌లెస్ ఎనర్జీ ఉత్పత్తిలో క్లెమ్సన్ పరిశోధకులు కొత్త మైదానాన్ని వెలిగించారు

క్లెమ్సన్ యొక్క నానోమెటీరియల్ ఇన్స్టిట్యూట్ (సిఎన్ఐ) పరిశోధకులు గ్రీన్ ఎనర్జీ సోర్స్ అయిన ట్రిబోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించి ప్రపంచాన్ని వైర్‌లెస్‌గా శక్తివంతం చేయడానికి ఒక అడుగు దగ్గరగా ఉన్నారు.

సుమారు ఒక సంవత్సరం క్రితం, CNI లోని భౌతిక శాస్త్రవేత్త బృందం అల్ట్రా-సింపుల్ ట్రైబోఎలెక్ట్రిక్ నానోజెనరేటర్ (U-TENG) ను కనుగొంది. ప్లాస్టిక్ మరియు టేప్‌తో తయారు చేసిన U-TENG అనేది చలన మరియు కంపనం నుండి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేసే ఒక చిన్న పరికరం. చప్పట్లు కొట్టడం లేదా నొక్కడం ద్వారా ఇది బాహ్య సర్క్యూట్ ద్వారా మరింత స్వీకరించబడిన వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు ఛార్జ్ అయ్యే వరకు కెపాసిటర్ లేదా బ్యాటరీలో నిల్వ చేయబడుతుంది.

సుమారు తొమ్మిది నెలల తరువాత, పరిశోధకులు అడ్వాన్స్‌డ్ ఎనర్జీ మెటీరియల్స్ పత్రికలో ఒక కాగితాన్ని ప్రచురించారు, వారు వైర్‌లెస్ TENG లేదా W-TENG ను తయారు చేశారని పేర్కొంది. W-TENG ను U-TENG యొక్క అదే పరిశోధకులు కూడా తయారు చేస్తారు. W-TENG లో ప్లాస్టిక్‌ను గ్రాఫేన్ (గ్రాఫైట్ సీసం యొక్క ఒకే పొర) మరియు పాలిలాక్టిక్ ఆమ్లం (PLA) ద్వారా భర్తీ చేస్తారు. సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఛార్జీలను వేరు చేయడంలో పిఎల్‌ఎ మంచిది, కాని విద్యుత్తును నిర్వహించడంలో కాదు, ఈ పరిశోధకులు దీనిని గ్రాఫేన్‌తో జత చేశారు. U-TENG యొక్క విద్యుత్ పట్టుకునే పదార్థమైన కాప్టన్ టేప్ W-TENG లో టెఫ్లాన్‌తో మార్చుకోబడింది.

“సోనికేషన్” మరియు పిఎల్‌ఎ ఫైబర్ ప్రక్రియ ద్వారా గ్రాఫేన్ పొందిన తరువాత దానిని 3-డి ప్రింటర్‌లో నింపిన తరువాత, వారు విజయవంతంగా W-TENG ను తయారు చేశారు.

"మేము టెఫ్లాన్‌ను ఉపయోగిస్తాము ఎందుకంటే దీనికి చాలా ఫ్లోరిన్ సమూహాలు ఉన్నాయి, ఇవి అధిక ఎలక్ట్రోనిగేటివ్, అయితే గ్రాఫేన్-పిఎల్‌ఎ అధిక ఎలక్ట్రోపోజిటివ్. అధిక వోల్టేజ్‌లను సరిచేయడానికి మరియు సృష్టించడానికి ఇది మంచి మార్గం, ”అని అధ్యయనం యొక్క సంబంధిత రచయిత మరియు క్లెమ్సన్ వద్ద భౌతిక శాస్త్ర అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్ రామకృష్ణ పోడిలా అన్నారు.

W-TENG గరిష్టంగా 3,000 వోల్ట్‌లను ఉత్పత్తి చేయగలదు, ఇది 25 ప్రామాణిక అవుట్‌లెట్లను లేదా ఎల్‌సిడి మానిటర్‌ను శక్తివంతం చేయడానికి సరిపోతుంది. అధిక వోల్టేజ్ ఉన్నందున, W-TENG తన చుట్టూ విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది వైర్‌లెస్‌గా గ్రహించబడుతుంది. కాబట్టి, వైర్‌లెస్ విద్యుత్తును కెపాసిటర్ మరియు బ్యాటరీలలో నిల్వ చేయవచ్చు.

“ఇది మీకు శక్తిని మాత్రమే ఇవ్వదు, కానీ మీరు విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని యాక్చువేటెడ్ రిమోట్‌గా కూడా ఉపయోగించవచ్చు. ఉదాహరణకు, మీరు మీ గ్యారేజ్ తలుపు తెరవడానికి W-TENG ను నొక్కండి మరియు దాని విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని 'బటన్'గా ఉపయోగించవచ్చు, లేదా మీరు భద్రతా వ్యవస్థను సక్రియం చేయవచ్చు - అన్నీ బ్యాటరీ లేకుండా, నిష్క్రియాత్మకంగా మరియు వైర్‌లెస్‌గా ఉంటాయి, ”అని సాయి సునీల్ మల్లినేని అన్నారు అధ్యయనం యొక్క మొదటి రచయిత మరియు పిహెచ్.డి. భౌతిక శాస్త్రం మరియు ఖగోళ శాస్త్రంలో విద్యార్థి.

W-TENG బాహ్య అంతరిక్షంలో, సముద్రం మధ్యలో లేదా యుద్ధభూమిలో వంటి సమృద్ధిగా అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది. "అనేక అభివృద్ధి చెందుతున్న దేశాలకు చాలా శక్తి అవసరమవుతుంది, అయినప్పటికీ అలాంటి సెట్టింగులలో మనకు బ్యాటరీలు లేదా పవర్ అవుట్లెట్లకు ప్రాప్యత లేకపోవచ్చు, మరియు జట్టు ఆవిష్కరణకు ఖచ్చితమైన దాతృత్వ ఉపయోగం ఉంది" అని పోడిలా చెప్పారు. "W-TENG ఈ ప్రాంతాలలో శక్తిని ఉత్పత్తి చేసే శుభ్రమైన మార్గాలలో ఒకటి."

క్లెమ్సన్ యూనివర్శిటీ రీసెర్చ్ ఫౌండేషన్ ద్వారా W-TENG కు పేటెంట్ ఇచ్చే ప్రక్రియలో పరిశోధకుల బృందం మల్లినేని చేత మార్గనిర్దేశం చేయబడుతుంది. క్లెమ్సన్ నానో మెటీరియల్స్ ఇన్స్టిట్యూట్ డైరెక్టర్ ప్రొఫెసర్ అప్పారావు రావు, పారిశ్రామిక భాగస్వాములతో W-TENG ను శక్తి అనువర్తనంలో అనుసంధానించడానికి చర్చించారు.

అంతేకాకుండా, పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిని ప్రారంభించడానికి ముందు, టెఫ్లాన్‌ను మరింత పర్యావరణ అనుకూల ఎలక్ట్రోనిగేటివ్ పదార్థంతో మార్పిడి చేయడానికి మరిన్ని పరిశోధనలు చేయాల్సి ఉందని పోడిలా చెప్పారు. CNI యొక్క మరొక విద్యార్థి యోంగ్చాంగ్ డాంగ్, MXene-TENG యొక్క ప్రదర్శనకు నాయకత్వం వహించారు, ఇది నవంబర్ 2017 సమీపంలో నానో ఎనర్జీ పత్రికలో ఒక వ్యాసంలో ప్రచురించబడింది. CNI నుండి హెర్బర్ట్ బెహ్లో మరియు శ్రీపర్ణ భట్టాచార్య కూడా ఈ అధ్యయనాలకు అప్పగించారు.

ప్రత్యామ్నాయ, పునరుత్పాదక శక్తుల రంగంలో W-TENG ప్రభావం చూపుతుందా? ఇది ఆర్థిక శాస్త్రానికి దిగుతుందని రావు చెప్పారు.

"మేము దీనిని శాస్త్రవేత్తలుగా మాత్రమే తీసుకోగలము; W-TENG విజయవంతం కావడానికి ఆర్థికశాస్త్రం పని చేయాల్సిన అవసరం ఉంది, ”అని రావు అన్నారు.