นักวิจัยจากสถาบัน Nanomaterial's Institute (CNI) ของเคลมสันกำลังใกล้เข้ามาอีกขั้นหนึ่งในการขับเคลื่อนโลกแบบไร้สายโดยใช้กระแสไฟฟ้าสามมิติซึ่งเป็นแหล่งพลังงานสีเขียว
ประมาณหนึ่งปีที่ผ่านมาทีมนักฟิสิกส์ของ CNI ได้คิดค้นเครื่องนาโนไฟฟ้าแบบไตรโบอิเล็กทริก (U-TENG) ที่เรียบง่ายเป็นพิเศษ U-เต็งทำจากพลาสติกและเทปเป็นอุปกรณ์ขนาดเล็กที่สร้างกระแสไฟฟ้าจากการเคลื่อนไหวและการสั่นสะเทือนโดยการตบมือหรือแตะเท้าจะสร้างแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับเพิ่มเติมจากวงจรภายนอกและถูกเก็บไว้ในตัวเก็บประจุหรือแบตเตอรี่จนกว่าจะได้รับการชาร์จ
ประมาณเก้าเดือนต่อมานักวิจัยได้ตีพิมพ์บทความในวารสาร Advanced Energy Materials ซึ่งระบุว่าพวกเขาทำ TENG หรือ W-TENG แบบไร้สาย W-TENG ทำโดยนักวิจัยคนเดียวกันของ U-TENG ใน W-TENG พลาสติกจะถูกแทนที่ด้วยกราฟีน (ตะกั่วกราไฟท์ชั้นเดียว) และกรดโพลิแล็กติก (PLA) PLA ดีกว่าในการแยกประจุบวกและลบ แต่ไม่นำไฟฟ้าเนื่องจากนักวิจัยจับคู่กับกราฟีน เทป Kapton ซึ่งเป็นวัสดุจับไฟฟ้าของ U-TENG ถูกสลับด้วยเทฟลอนใน W-TENG
หลังจากได้กราฟีนโดยกระบวนการ“ sonication” และเส้นใย PLA และเติมลงในเครื่องพิมพ์ 3 มิติแล้วพวกเขาก็ทำ W-TENG ได้สำเร็จ
“ เราใช้เทฟลอนเนื่องจากมีกลุ่มฟลูออรีนจำนวนมากที่มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงในขณะที่กราฟีน - PLA เป็นสารอิเล็กโตรโพสิทีฟสูง นั่นเป็นวิธีที่ดีในการวางซ้อนและสร้างแรงดันไฟฟ้าสูง” รามกฤษณะโพดิลาผู้เขียนการศึกษาและผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ของเคลมสันกล่าว
W-TENG สามารถสร้างได้สูงสุด 3,000 โวลต์ซึ่งเพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับเต้ารับมาตรฐาน 25 ช่องหรือจอ LCD เนื่องจากมีไฟฟ้าแรงสูง W-TENG จึงสร้างสนามไฟฟ้ารอบตัวซึ่งสามารถตรวจจับได้แบบไร้สาย ดังนั้นไฟฟ้าไร้สายสามารถเก็บไว้ในตัวเก็บประจุและแบตเตอรี่
“ มันไม่เพียง แต่ให้พลังงานแก่คุณ แต่คุณสามารถใช้สนามไฟฟ้าเป็นรีโมทที่กระตุ้นได้ด้วย ตัวอย่างเช่นคุณสามารถแตะ W-TENG และใช้สนามไฟฟ้าเป็น 'ปุ่ม' เพื่อเปิดประตูโรงรถของคุณหรือคุณสามารถเปิดใช้งานระบบรักษาความปลอดภัย - ทั้งหมดนี้ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่แบบอดทนและแบบไร้สาย "Sai Sunil Mallineni กล่าว ผู้เขียนคนแรกของการศึกษาและปริญญาเอก นักศึกษาสาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์
W-TENG มีการใช้งานมากมายเช่นในอวกาศกลางมหาสมุทรหรือแม้กระทั่งสนามรบ “ ประเทศกำลังพัฒนาหลายประเทศต้องการพลังงานจำนวนมากแม้ว่าเราอาจไม่สามารถเข้าถึงแบตเตอรี่หรือปลั๊กไฟในสถานที่ดังกล่าวได้และยังมีการใช้งานเพื่อการกุศลที่แน่นอนสำหรับสิ่งประดิษฐ์ของทีม” Podila กล่าว “ W-TENG อาจเป็นวิธีหนึ่งที่สะอาดกว่าในการสร้างพลังงานในพื้นที่เหล่านี้”
ทีมนักวิจัยได้รับคำแนะนำอีกครั้งโดย Mallineni ในกระบวนการจดสิทธิบัตร W-TENG ผ่าน Clemson University Research Foundation ศาสตราจารย์ Apparao Rao ผู้อำนวยการสถาบัน Clemson Nanomaterials ได้หารือกับพันธมิตรทางอุตสาหกรรมเพื่อบูรณาการ W-TENG เข้ากับการประยุกต์ใช้พลังงาน
ยิ่งไปกว่านั้นก่อนที่จะเริ่มการผลิตในภาคอุตสาหกรรม Podila กล่าวว่าจำเป็นต้องทำการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อแลกเปลี่ยนเทฟลอนกับวัสดุอิเล็กโทรเนกาติวิตีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น Yongchang Dong นักเรียนคนอื่นของ CNI เป็นผู้นำการสาธิต MXene-TENG ซึ่งตีพิมพ์ในบทความในวารสาร Nano Energy เมื่อใกล้เดือนพฤศจิกายน 2017 Herbert Behlow และ Sriparna Bhattacharya จาก CNI ก็มอบให้กับการศึกษาเหล่านี้ด้วย
W-TENG จะสร้างผลกระทบในขอบเขตของพลังงานทดแทนหรือไม่? Rao กล่าวว่ามันจะลงมาที่เศรษฐศาสตร์
“ เราสามารถทำได้เท่าที่นักวิทยาศาสตร์; เศรษฐศาสตร์จำเป็นต้องดำเนินการเพื่อให้ W-TENG ประสบความสำเร็จ” Rao กล่าว