بهنقل از لایو ساینس، پژوهشگران نوعی چادر هوشمند ساختهاند که میتواند از حرکت پارچه، وزش باد و حتی تکانهای بدن برای تولید برق استفاده کند؛ فناوریای که شاید در آینده به تأمین انرژی تجهیزات کممصرف در اردوگاهها، مناطق دورافتاده و شرایط اضطراری کمک کند.
راز این فناوری به مادهای با ویژگی «مگنتوالکتروالاستیک» بازمیگردد. این مواد هنگام خمشدن، کشیدهشدن یا تغییر شکل، رفتار مغناطیسی خود را تغییر میدهند و پژوهشگران میتوانند این تغییرات را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند.
تیم تحقیقاتی در مطالعهای که ۳۱ ژوئیه ۲۰۲۶ در مجله Matter منتشر شد، یک ساختار پارچهای چندلایه طراحی کرد که میتواند حرکتهای محیطی و حرکات بدن را بهطور همزمان دریافت و از آنها انرژی برداشت کند. در این طراحی، کف چادر نوارهای مگنتوالکتروالاستیک دارد و سقف آن از لایههایی شامل الیاف رسانا و فیلم مگنتوالکتروالاستیک تشکیل شده است.
وقتی باد پارچه را تکان میدهد یا فرد داخل چادر حرکت میکند، پارچه تغییر شکل میدهد. این تغییر شکل وضعیت مغناطیسی ماده را تغییر میدهد و سامانه با استفاده از القای الکترومغناطیسی، بخشی از این تغییرات را به جریان الکتریکی تبدیل میکند. حتی هنگام برپا کردن چادر و خمشدن پارچه نیز امکان تولید انرژی وجود دارد.
پژوهشگران برای بررسی عملکرد این فناوری، با دست به نمونه کوچکی از واحد پارچهای مگنتوالکتروالاستیک ضربه زدند. این آزمایش یک خازن ۰٫۲۲ میکروفارادی را در مدت ۱٫۵ ثانیه تا ولتاژ ۵٫۸ ولت شارژ کرد. چنین خروجیای برای تأمین انرژی گوشی هوشمند کافی نیست، اما نشان میدهد بخش کوچکی از این پارچه میتواند انرژی مکانیکی را به برق تبدیل کند.
دانشمندان پیش از این نیز توانایی مواد مگنتوالکتروالاستیک را برای تولید انرژی از حرکت بدن، صدا و سایر حرکات مکانیکی نشان داده بودند؛ بااینحال، پژوهش جدید این ایده را به ساختارهای پارچهای بزرگتر گسترش داده است.
مزیت مهم این چادر نسبت به برخی منابع قابلحمل انرژی، وابستگی نداشتن آن به نور خورشید است. پنلهای خورشیدی در تاریکی یا شرایط ابری بازدهی کمتری دارند، اما این چادر میتواند تا زمانی که باد، حرکت انسان یا تغییر شکل پارچه ادامه داشته باشد، انرژی جمعآوری کند.
پژوهشگران بیشتر روی تأمین برق تجهیزات کممصرف تمرکز دارند؛ برای مثال، این فناوری میتواند در آینده برای روشنکردن چراغهای LED، تأمین انرژی حسگرها یا شارژ محدود دستگاههای کوچک به کار برود. بنابراین، چادر مگنتوالکتروالاستیک فعلا جایگزینی برای باتریهای بزرگ یا شبکه برق محسوب نمیشود و بیشتر میتواند بهعنوان یک منبع انرژی مکمل عمل کند.
این فناوری همچنین میتواند برای پناهگاههای اضطراری و مناطق دورافتاده اهمیت داشته باشد؛ جایی که دسترسی به برق دشوار است و استفاده از ژنراتور به سوخت نیاز دارد، باتریها وزن و هزینه نگهداری ایجاد میکنند و پنلهای خورشیدی هم به شرایط مناسب تابش وابستهاند.
با وجود این، نمونه فعلی هنوز تا استفاده گسترده فاصله دارد. پژوهشگران باید در آزمایشهای آینده میزان برق تولیدی چادر را در شرایط واقعی اندازهگیری کنند و دوام پارچه را در برابر تاخوردگی مداوم، باد، باران و سایر عوامل محیطی بسنجند. هزینه تولید انبوه نیز یکی دیگر از موانعی است که باید پیش از تجاریسازی این فناوری برطرف شود.
اگر این چالشها حل شوند، چادرهای آینده ممکن است فقط محلی برای خواب و پناه گرفتن نباشند؛ بلکه خود پارچه آنها بتواند بخشی از انرژی مورد نیاز ساکنان را از محیط اطراف جمعآوری کند.