Theo tạp chí Applied Physics Letters, các
nhà khoa học New Zealand đang nghiên
cứu
chế tạo một loại
máy phát điện "mềm" làm bằng cơ
nhân tạo, dùng tụ điện biến
thiên giúp chuyển hóa cơ năng thành
điện năng.
Nhóm nghiên cứu tại phòng thí nghiệm chất mô phỏng sinh học thuộc Viện Nghiên
cứu Kỹ thuật Sinh học Auckland đã nghiên cứu "các thiết bị tích năng lượng gắn
trên cơ thể," có khả năng biến động năng của chuyển động thành năng lượng trong
pin.
Máy phát điện này sử dụng chất đàn hồi điện môi, thường được gọi là "cơ
nhân tạo," một vật liệu linh hoạt có thể tạo ra điện năng khi biến dạng.
Tiến sỹ Iain Anderson chỉ rõ máy phát điện này hoạt động như một chiếc bơm
nạp điện đảo chiều hay một tụ điện có thể căng ra. Về cơ bản, nguyên liệu chế
tạo máy phát điện "mềm" cần có một màng dẻo không dẫn điện và một điện cực có
thể căng ra được đặt lên hai bề mặt.
Sau đó, hai bề mặt của điện cực được phủ một lớp carbone dầu, màng dẻo được
căng lên và rắc một ít điện tích lên trên. Tiếp theo, màng chất dẻo được thả
lỏng, các điện tích được ép chặt với nhau để đẩy những điện tích trái dấu tách
xa nhau. Khi đó, cơ năng được biến đổi thành điện năng. Màng dẻo đã thực hiện
chức năng của một tụ điện với các diode, giống như các mạch điện thông thường.
Nhóm nghiên cứu cũng phát minh kỹ thuật chế tạo công tắc đàn hồi điện môi,
hoạt động theo nguyên tắc căng lớp màng cao su tới một mức mà lớp carbone dầu
không còn dẫn điện. Lớp carbone dầu được quét lên một trong các bề mặt và khi bề
mặt được căng ra, lớp dầu sẽ dần mỏng đi. Những hạt nhỏ chứa carbone dẫn điện
trong lớp dầu này sẽ ngày càng chuyển dịch xa hơn. Khi bề mặt căng hơn một chút
nữa, điện trở sẽ tăng vọt. Điểm ngăn cách giữa khả năng dẫn điện và không thể
dẫn điện chính là công tắc phụ thuộc vào sức căng.
Nguyên lý trên cho thấy việc chế tạo ra những máy phát điện có thể gắn trên
cơ thể hoặc mang theo được là rất khả thi. Trong thời gian qua, các nhà khoa học
Mỹ đã phát triển một máy phát điện sử dụng "cơ nhân tạo" lấy năng lượng từ nhịp
gót chân.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho rằng có thể các nhà khoa học Mỹ đã gắn
một loại thiết bị điện tử vào máy phát điện đó. Còn với máy phát điện mềm, thiết
bị là một vật liệu mềm được gắn trong giày. Vì vậy, người đi giày vẫn cảm thấy
rất thoải mái.
Theo đánh giá, nhóm nghiên cứu của tiến sỹ Anderson đã tiến thêm một bước so
với các nhóm nghiên cứu khác trong lĩnh vực chế tạo máy phát điện "mềm" với việc
loại bỏ những bộ phận điện làm bằng vật liệu cứng.
Tuy nhiên, phải mất một thời gian dài, kỹ thuật này mới được ứng dụng trong
các sản phẩm thương mại. Các nhà khoa học sẽ thực hiện nhiều nghiên cứu khác để
đưa ra tiêu chuẩn cho loại thiết bị này, đồng thời cải tiến chúng trước khi đưa
vào sản xuất để tạo sự tin tưởng cho người tiêu dùng./.