Escursionisti, soldati e scolari conoscono bene il peso di uno zaino pesante. Ora i ricercatori hanno sviluppato un prototipo che non solo fa sentire i carichi più leggeri di circa il 20%, ma raccoglie anche energia dai movimenti umani per alimentare piccoli dispositivi elettronici. Il nuovo zaino, il cui studio è riportato in ACS Nano, sarebbe particolarmente utile per atleti, esploratori e soccorritori in caso di catastrofi che lavorano in aree remote senza elettricità.
Gli zaini sono ampiamente utilizzati nella vita di tutti i giorni per il trasporto di carichi a mani libere. Nel tempo, tuttavia, camminare o correre con uno zaino pesante può causare dolore alla schiena e al collo. Con queste premesse, i viaggiatori con zaino e sacco a pelo in aree selvagge (o anche quelli in città lontani da un caricabatterie) potrebbero salutare con gioia un oggetto simile. Uno zaino che raccogliere l’energia meccanica della camminata. Per fare cosa? Ovvio, per alimentare dispositivi elettronici portatili o sensori di monitoraggio della salute.
I vecchi tentativi
In precedenza, i ricercatori hanno utilizzato nanogeneratori triboelettrici (TENG) (piccoli dispositivi che convertono l’energia meccanica in elettricità) per realizzare uno zaino che raccoglie energia. ma quelle borse avevano uscite di potenza relativamente basse e non fornivano vantaggi aggiuntivi, come ad esempio alleggerimento del carico o assorbimento degli urti. Zhong Lin Wang, Jia Cheng e colleghi volevano progettare un prototipo che superasse questi limiti.
Le soluzioni per lo zaino leggero che genera energia
Per risparmiare lavoro e assorbire gli urti, i ricercatori hanno incorporato nello zaino due elastomeri. Sistemi che si allungano e si restringono, mantenendo la borsa ferma mentre chi lo indossa cammina. Ciò ha fornito una riduzione del peso di circa il 20% su chi lo indossa. Nel frattempo, il movimento tra il telaio dello zaino e il suo carico durante la deambulazione ha spinto un TENG a convertire l’energia meccanica in elettricità, con un’efficienza del 14%. I ricercatori hanno dimostrato che lo zaino potrebbe alimentare LED, un orologio elettrico e tubi fluorescenti. Una volta superate alcune sfide, come il miglioramento dell’efficienza di conversione energetica, lo zaino ha un potenziale promettente come fonte di alimentazione per dispositivi elettronici indossabili e portatili su piccola scala, GPS e sensori sanitari, affermano i ricercatori.
L’abstract del paper è disponibile qui.
