Phát minh loại chip tự tạo ra điện năng

ĐH Princeton vừa chế tạo thành công một loại chip bằng cao su silicon có khả năng tự tạo ra điện chỉ thông qua việc đi bộ hay hít thở của con người, nhằm nạp điện cho các thiết bị như: máy trợ tim, điện thoại di động.

Các kỹ sư làm việc tại ĐH Priceton, Mỹ vừa tạo ra một loại chíp cao su có khả năng tạo ra năng lượng từ những sự di chuyển hoàn toàn tự nhiên của cơ thể như hít thở, đi bộ, từ đó cung cấp cho máy trợ tim, điện thoại di động hay các thiết bị điện khác.

Chất liệu được sử dụng là các dải ruy băng cỡ nano làm bằng gốm, đính vào trong các tấm cao su silicon, sẽ tạo ra điện khi bị uốn cong hay gập lại, nó biến năng lượng cơ học thành năng lượng điện. Những miếng chip cao su được đặt ở phía trước phổi, khi đó nó tận dụng được hoạt động phồng lên và xẹp xuống của lồng ngực khi hít thở, từ đó nạp điện vào cho máy trợ tim. Nhờ đó, nó sẽ thay thế cho các viên pin lớn trong các thiết bị trợ tim này, giảm trọng lượng và sự khó chịu ở người sử dụng.

Loại chip có khả năng biến năng lượng cơ học của cơ thể thành điện năng nhờ chất PZT.

Nhóm nghiên cứu của ĐH Princeton là những người đầu tiên thành công trong việc sử dụng kết hợp được silicon và ruy băng nano, thành một hợp chất gốm có tên PZT, có khả năng áp điện, nghĩa là nó tạo ra hiệu điện thế khi có áp lực tác động lên nó. Đây là chất liệu có hiệu suất chuyển đổi cao nhất, 80% năng lượng cơ học được chuyển đổi thành điện năng.

Michael McAlpine, giáo sư chuyên ngành cơ khí và hàng không, người đứng đầu dự án cho biết: "PZT có hiệu suất cao gấp 100 lần Quartz, loại vật liệu áp điện đang sử dụng rộng rãi. Với PZT, ngay cả việc đi bộ hay hít thở cũng có thể khai thác được điện năng".

Để tạo được PZT, nhóm nghiên cứu bắt đầu bằng việc tước những sợi ruy băng nano, sao cho 100 sợi như thế xếp vừa vặn, liên tiếp nhau trên một độ dài là 1 mm.

Trong một nghiên cứu khác, họ đính sợi ruy băng này vào các tấm cao su silicon sạch, tạo thành những con chíp cao su piezo. Với đặc tính là của silicon là có khả năng thích ứng sinh học, nên nó cũng được sử dụng trong các thiết bị làm đẹp và y khoa.

Nghiên cứu trên được đăng tải trên tạp chí Nano Letters.