Η νανοτεχνολογία ως εργαλείο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Αν και το πεδίο της νανοτεχνολογίας μόλις πρόσφατα άρχισε να αναπτύσσεται, οι δυνατότητες της είχαν αρχίσει να γίνονται εμφανείς ήδη από την εποχή που ο φυσικός Richard Feynman οραματίστηκε τις δυνατότητες της νανοτεχνολογίας μιλώντας για τα μεγάλα περιθώρια που αφήνουν οι νόμοι της φύσης για τον έλεγχο της ύλης σε ατομικό επίπεδο.

Οι εφαρμογές της είναι αναρίθμητες ενώ οι επιπτώσεις γίνονται αντιληπτές σε πολλαπλά επίπεδα κατά κύριο λόγο στον οικονομικό τομέα επηρεάζοντας παγκόσμιες βιομηχανίες και οικονομίες, αλλά και στο κοινωνικό βελτιώνοντας το επίπεδο ζωής μας.

Η νανοτεχνολογία είναι η επιστήμη της μηχανικής που ασχολείται με μικροσκοπικά σωματίδια χρησιμοποιώντας την λειτουργία τους σε κυτταρικό επίπεδο. Μερικοί επιστήμονες ανέπτυξαν μικροσκοπικά συστήματα (σε κλίμακα δισεκατομμυριοστού του μέτρου) για την εκτέλεση εργασιών σε έναν κόσμο τόσο μικρό που το αβοήθητο ανθρώπινο μάτι δεν είναι σε θέση να παρακολουθήσει. Επίσης η νανοτεχνολογια εχει αναπτυχθεί σε τέτοιο βαθμό ώστε να προκύψουν διάφορα πεδία εφαρμογής: της νανοϊατρικής, της νανομηχανικής, του νανογεωτεχνολογίας και πολλά άλλα. Οι επιστήμονες κάνουν εκπληκτικές ανακαλύψεις σε επίπεδο νανοκλίμακας.

Υπάρχει ένας ολοένα αυξανόμενος αριθμός ανθρώπων που ανακαλύπτουν νέους και καινοτόμους τρόπους για τη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς τη χρήση ορυκτών καυσίμων ή άλλων μη ανανεώσιμων πηγών, ακόμα και «πράσινων»μεθόδων για να τροφοδοτήσουν φορητές ηλεκτρονικές συσκευές. Οι περισσότεροι άνθρωποι χρησιμοποιούν μια σειρά φορητών ηλεκτρονικών συσκευών, όπως κινητά τηλέφωνα, PDA, laptop και πολύ μικρούς υπολογιστές, συσκευές αρχείων MP3, συσκευές παιχνιδιών κλπ. Η ενέργεια που απαιτείται για αυτές τις συσκευές μπορεί να παρασχεθεί με τη χρήση μικρών ηλιακών κυττάρων η με μικρο-αιολικές γεννήτριες.

Οι επιστήμονες στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Georgia ανέπτυξαν μια ίνα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να υφανθεί σε είδη ένδυσης. Αυτές οι μικροσκοπικές ίνες μπορούν στη συνέχεια να επενδυθούν σε κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα που κατασκευάζονται από σχεδόν οποιοδήποτε ύφασμα ( οι ερευνητές χρησιμοποίησαν Kevlar στο πείραμά τους ). Καθώς τα νανοσωματίδια μετακινούνται ανάμεσα στο ύφασμα , οι μικροσκοπικοί τους κραδασμοί και η τριβή που αναπτύσσεται μπορεί να δημιουργήσει ηλεκτρική ενέργεια. Βεβαία όλοι πίστευαν ότι ο στατικός ηλεκτρισμός στα ρούχα δεν προσφέρει σε τίποτα η μάλλον δεν είναι και κάλο να συμβαίνει.

Εκτιμάται ότι ένα (1) τετραγωνικό μέτρο του παρόντος επεξεργασμένου υφάσματος με ίνες μπορεί να δημιουργήσει ογδόντα 80 milliwatts ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή η ενέργεια μπορεί στη συνέχεια να μετατραπεί σε μία μορφή χρησιμοποιήσιμη (ηλεκτρική) από φορητές ηλεκτρονικές συσκευές.

Όταν υφαίνονται σε ύφασμα που χρησιμοποιείται για την άσκηση, όπως τα σορτς για τρέξιμο ή σε παντελόνια για τζόκινγκ, παράγεται ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να αυξηθεί από την κίνηση. Η ενέργεια αυτή θα μπορούσε στη συνέχεια να αποθηκευτεί σε επαναφορτιζόμενες μπαταρίες και να μεταφερθεί σε μικρές ηλεκτρονικές συσκευές . Επίσης έχουν σχεδιαστεί ρούχα για νυχτερινή χρήση που θα μπορούσαν να φωτίζονται με τη χρήση της ενέργειας που παράγεται από το ίδιο το ρούχο, παρέχοντας έτσι φως για την εργασία ή την ασφάλεια.

Καθώς η τεχνολογία βελτιώνεται, θα μπορούσαμε να δούμε νανοίνες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας να υφαίνονται σε καθίσματα αυτοκινήτων, σε έπιπλα σπιτιού, σε κουβέρτες ή σε οποιοδήποτε εφαρμογή των υφασμάτων μπορεί να φανταστεί κανείς. Για παράδειγμα σκεφτείτε μια σημαία που παράγει μικρές ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας, όταν ο άνεμος φυσάει, αποθηκεύει την ενέργεια σε επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να επαναφορτίσουν ένα κινητό.

Η αρχή της της δημιουργίας δόνησης μέσω κίνησης μέσα στο ύφασμα το οποίο παράγει ηλεκτρική ενέργεια έχει κάνει ορισμένα άτομα να αναρωτιούνται πώς αυτό το υλικό θα μπορούσε να λειτουργήσει σε ηχομονωτικά καλύμματα. Εάν αυτές οι κουβέρτες είχαν τοποθετηθεί γύρω από μεγάλα μηχανήματα ή άλλα μεγάλα συστήματα εξοπλισμού που παράγουν πολύ θόρυβο, οι δονήσεις θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ηλεκτρική ενέργεια για πράσινες χρήσεις. Ίσως να υπάρχει επιτέλους ένα χρήσιμο σκοπός για εκμετάλλευση της ηχορύπανσης.

Το ευεργετικό δυναμικό της νανοτεχνολογίας, τουλάχιστον όσον αφορά την κερδοφορία, είναι προφανώς υψηλό. Λόγω των καινοτομιών σε πολυάριθμους τομείς εφαρμογών, αποδίδεται στη νανοτεχνολογία σημαντικό ενεργειακό και συνάμα οικονομικά αποδοτικό όφελος. Ήδη στην Ευρώπη, μερικές εκατοντάδες επιχειρήσεις ασχολούνται με εμπορικές εφαρμογές της νανοτεχνολογίας, προσφέροντας εργασία σε δεκάδες χιλιάδες άτομα, στην πλειονότητά τους πολύ ειδικευμένα.

πηγή:

news.gatech.edu