استفاده از نیروی فک انسان برای تولید انرژی

این گروه بر اساس پژوهش‌های پیشین انجام شده توسط CRITIAS قصد آزمون قابلیت استفاده از حرکات فک جهت تولید انرژی را داشتند. از نظر تولید انرژی عضلات فک انسان یکی از مناسب ترین عضلات جهت استفاده از این زمینه به شمار می‌آیند، برای مثال این عضلات قادرند در طی یک وعده غذای معمولی حدود 7 میلی وات انرژی تولید کنند.

این گروه در تلاشی جهت استفاده از همین مقدار اندک انرژی و البته جلوگیری از هدر رفت انرژی در طی جویدن چانه بندی را ساختند که در آن از الیاف کامپوزیت پیزوالکتریک (فشار برقی) ویژه‌ای استفاده شده بود. این مواد پیزوالکتریک به همراه الکترودهای داخلی و آمیزه‌ای از چسب پلیمری تنش مکانیکی ناشی از کشیده شدن را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کردند.

اما در اینجا در مورد چه میزان انرژی صحبت می‌کنیم؟ و آیا این انرژی قابل استفاده است؟ خب، البته هنوز برای اتصال تلفن هوشمند خود به چانه تان قدری زود است، اما در آزمون‌هایی که در طی جویدن یک آدامس معمولی برای مدت 60 ثانیه صورت گرفت میزان خروجی این ابزار چیزی حدود 10 میکرووات بود که البته این به طو تئوری می‌تواند تا 18 میکرووات افزایش یابد. بهتر است بدانید که برای انجام یک تماس تلفن معمولی چیزی بین 400000 تا 1000000 میکرووات انرژی نیاز است که در قیاس با انرژی تولیدی بسیار زیاد به شمار می‌آید.

نکته‌ای که در اینجا باید به آن توجه داشته باشید این است که در حقیقت این پژوهش در جهت اثبات مفهوم امکان پذیری چنین کاری انجام شده است و به هیچ وجه قصد تولید ابزاری واقعی که بتوان آن را پوشید و از آن انرژی تولید کرد نداشته است، البته این پژوهش‌های مفهومی در حقیقت پیش زمینه‌ای به شمار می‌آیند که پژوهش‌های آتی می‌توانند آن را به دنیای واقعی نزدیک تر کنند.

برای مثال می‌توان برای افزایش انرژی تولیدی از رشته‌های بیشتری از الیاف پیزوالکتریک بهره برد تا انرژی تولیدی نیز به نسبت آن‌ها افزایش یابد، می‌توان با استفاده از 20 لایه از این الیاف با ضخامت 6 میلی متر 200 میکرووات انرژی تولید کرد که برای راه اندازی یک ابزار کوچک مثل سمعک کافی به نظر می‌رسد.

این گروه هم اکنون توجه خود را بر افزایش بازده و انرژی تولیدی الیاف پیزوالکتریک متمرکز کرده است و امیدوار است روزی بتوان باتری‌های همراه ابزارها را با چنین ابزارهای تولید انرژی جایگزین کرد.

جزییات این پژوهش در نشریه‌ی Smart Materials and Structures به چاپ رسیده است.