Các nhà nghiên cứu từ Đại học Málaga ở Tây Ban Nha và Viện Công nghệ Ý đã thiết kế một chiếc áo phông tạo ra điện từ sự chênh lệch nhiệt độ giữa cơ thể người mặc và môi trường xung quanh để phát sáng được đèn LED.
 |
| Trong tương lai, con người có thể sử dụng năng lượng từ nhiệt cơ thể qua áo phông. |
Sử dụng chênh lệch nhiệt để biến thành điện năng
Điều đó có nghĩa là nhiệt độ cơ thể tỏa ra khi bạn chạy, đi bộ hoặc chơi một môn thể thao và sự khác biệt giữa sức nóng đó và nhiệt độ lạnh hơn của không khí xung quanh có thể biến thành nhiệt năng.
Có rất nhiều năng lượng nhiệt trong cuộc sống của chúng ta. Mặt trời sưởi ấm bầu không khí của chúng ta, một bếp lò đốt nóng một nồi nước để đun sôi. Nhưng những nguồn năng lượng đó đang bị lãng phí. Và nhiệt lượng không sử dụng tỏa ra môi trường bằng máy móc, quy trình điện hoặc thậm chí hoạt động của con người đều có thể được sử dụng làm năng lượng nhiệt.
Các nhà khoa học tạo ra điện từ nhiệt bằng cách sử dụng hiệu ứng nhiệt điện, cho phép chuyển đổi chênh lệch nhiệt độ thành điện áp. Nếu hai dây dẫn được kết nối và một bên được nung nóng, các electron bắt đầu di chuyển sang phía lạnh hơn, tạo ra dòng điện chạy qua mạch. Một số vật liệu đóng vai trò là chất dẫn có thể chuyển đổi chênh lệch nhiệt độ đó thành nguồn điện. Theo các nhà nghiên cứu, với ao phông này, họ đã tìm cách thu nhiệt từ cơ thể chúng ta, tương phản với không khí mát mẻ, tạo ra điện.
Theo nhà khoa học José Alejandro Heredia, một thành viên của Khoa Sinh học phân tử và hóa sinh của Đại học Málaga, thông thường, vật liệu nhiệt điện phục hồi nhiệt thải từ xe ô tô hoặc các quy trình công nghiệp thường khan hiếm và không thân thiện với môi trường, chúng thường là những kim loại hiếm và độc hại như tellurium, không thích hợp để mặc trên người.
Vì thế, Heredia và các nhà nghiên cứu khác muốn phát triển vật liệu linh hoạt, phân hủy sinh học và có thể đeo được có thể tạo ra điện chỉ bằng sự chênh lệch nhiệt độ giữa cơ thể và môi trường. Họ tìm cách thay thế những vật liệu cứng, đắt tiền bằng vật liệu thay thế chi phí thấp như sợi nano carbon hoặc đồng vị của carbon là graphene.
Tuy nhiên, vấn đề cần giải quyết là làm sao gắn các vật liệu này vào áo phông bằng vải bông. Các nhà nghiên cứu sử dụng da cà chua có thể thấm vào bông và cung cấp các tính chất điện đó cho vải thông qua các chất phân hủy sinh học. Heredia cho biết: “Da cà chua là một loại keo sinh học. Thật thú vị, đây là một phụ phẩm rẻ tiền của ngành chế biến cà chua. Theo nghĩa này, về mặt kinh tế tuần hoàn, chúng tôi cung cấp một cuộc sống thứ hai cho dư lượng này”.
Kết quả cuối cùng là một dung dịch lỏng, được làm từ da cà chua và các hạt nano carbon, có thể được phun vào áo phông thông thường, tạo ra một sản phẩm dệt may điện tử. Các nhà khoa học đã thử nghiệm tính kháng của các vật liệu này đối với việc giặt quần áo chu kỳ với kết quả đầy hứa hẹn. Và họ đang tiếp tục cải tiến để áo phông sản xuất điện hoàn toàn có thể giặt là được.
Khả năng ứng dụng rộng rãi cho tương lai
Đối với nguyên mẫu dệt điện tử này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng băng dẫn carbon để kết nối áo phông với dây bên ngoài để tạo ra điện. Chiếc áo có thể làm sáng được đèn LED, nhưng hiện tại vải chưa lưu trữ được năng lượng. Nhà khoa học Heredia hy vọng sẽ phát triển điều đó trong tương lai.
“Khi bắt đầu, chúng tôi nghĩ rằng loại vải này có thể được sử dụng trong tình huống khắc nghiệt như nhiệm vụ không gian và quân sự, nhưng nếu phát triển hơn, nó cũng có thể được áp dụng trong ngành thời trang”, Heredia nói. Ngoài ra, ứng dụng này còn có khả năng tích hợp các tính năng bổ sung trực tiếp vào vải, như đèn, cảm biến và Wi-Fi. Trong một nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học đã tạo ra ăng-ten Wi-Fi từ da cà chua và graphene.
Các nhà nghiên cứu cũng đang nghiên cứu các cách để sạc điện thoại di động mà không cần bộ sạc hoặc tạo ra ánh sáng để làm cho áo phông phản chiếu. Công nghệ này còn có thể phù hợp với thiết bị đeo, cung cấp năng lượng cho cảm biến y tế, đồng hồ đeo tay và máy trợ thính. Dệt nhiệt điện cũng có thể được sử dụng làm chất làm mát cơ thể ngay lập tức khi được tích hợp vào đồ thể thao, ghế văn phòng hoặc thậm chí là ghế xe hơi.
Cuối cùng, các nhà nghiên cứu nói đùa, biết đâu ứng dụng này cho phép chúng ta tạo ta những bộ đồ giống Iron Man được trang bị cảm biến, thiết bị công nghệ và khả năng bay.
Quần áo của con người cần thích nghi với tương lai và chúng trở nên mạnh mẽ hơn. Và các nhà khoa học đã kết hợp tính áp điện, sử dụng chuyển động để tạo ra năng lượng vào quần áo.
Hiện tại, bạn chưa thể mua chiếc áo phông tạo ra điện này, nhưng một ngày nào đó, các nhà nghiên cứu hy vọng, chúng ta có thể truy cập vào cửa hàng dệt may để trang bị tất cả các loại thiết bị điện tử, biến chúng ta thành những “siêu anh hùng công nghệ” được cung cấp bởi chính nhiệt độ cơ thể của chúng ta.
