Συμμετρία ενέργειας
Με βάση την περιβαλλοντικά βιώσιμη ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, οι ερευνητές του Clemson επιθυμούν να εντοπίσουν έναν πλανήτη πλούσιο σε γη, βιοδιασπώμενο και ανακυκλώσιμο. Οι τριβές ή οι πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες του υλικού καθορίζονται από την κρυσταλλογραφική συμμετρία του υλικού και οι ιδιότητες του υλικού εξαφανίζονται όταν το πλέγμα έχει κέντρο συμμετρίας. Ωστόσο, με βάση την προηγούμενη έρευνα από Ιαπώνους ερευνητές, η ομάδα Clemson έδειξε ότι μπορούν να εξαλείψουν το κέντρο συμμετρίας των βιοπολυμερών με την προσθήκη πολωμένων μορίων σε ασύμμετρα άτομα άνθρακα στις χημικές δομές τους.
Το ιδανικό υλικό που οι ερευνητές αναμένουν είναι φυτά πηγής και βιοαποικοδομήσιμα και περιέχει δύο ασύμμετρα άτομα άνθρακα. Το πολυγαλακτικό οξύ έχει ένα τέτοιο χαρακτηριστικό. Ωστόσο, για την εφαρμογή των συσκευών TENG, η αντίσταση PLA είναι πολύ υψηλή, έτσι οι ερευνητές χρησιμοποίησαν graphene ως υλικό πλήρωσης για να παράγουν νανοσύνθετα να συνδυαστούν με το εξαιρετικά αρνητικό πολυμερές Teflon σε 3D τυπωμένο ασύρματο TENG.
Προοπτική ασύρματης γεννήτριας
Η τρισδιάστατη εκτύπωση επιτρέπει φθηνή κλιμακωτή κατασκευή με διαφορετικά πρότυπα για κέρδη απόδοσης και έχει πολλαπλά στρώματα ασύρματης γεννήτριας σε σειρά με συσκευές ασύρματης γεννήτριας. Δημιουργεί επίσης ευκαιρίες για μελλοντική ολοκλήρωση της κατασκευής συσκευών με την αυτοκινητοβιομηχανία, την κλωστοϋφαντουργία και την ηλεκτρονική βιομηχανία.
Μια συναρπαστική εφαρμογή για τη συσκευή είναι μια έξυπνη διαδρομή που μπορεί να οδηγήσει τους ανθρώπους να περπατήσουν για να παρέχουν μηχανική ενέργεια. Οι διάδρομοι καθαρισμού της ενέργειας μπορεί να ακούγονται σαν επιστημονική φαντασία, αλλά οι ερευνητές έχουν κατοχυρώσει με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας την τεχνολογία και προβλέπουν ότι θα συνεργαστούν στενά με τους εταίρους της βιομηχανίας για να τις φέρουν στην αγορά τα επόμενα δύο έως τρία χρόνια.
Οι ερευνητές αναπτύσσουν επί του παρόντος ένα δισδιάστατο φύλλο υλικό το οποίο "πέρα από το graphene" για να επεκτείνει άλλες πιθανές χρήσεις του W-TENG, συμπεριλαμβανομένων των λέιζερ χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, των φωτοανιχνευτών και των βιοαισθητήρων χωρίς τις απαιτήσεις εξόδου ισχύος. Οι ερευνητές περιγράφουν αυτήν την προσέγγιση "σχοινιού κοπής" ως "βελτίωση της ανάγκης για υγειονομική περίθαλψη στις χώρες χαμηλού και μεσαίου εισοδήματος χωρίς αξιόπιστη ισχύ".
Οι ερευνητές αναπτύσσουν τώρα δισδιάστατα φύλλα υλικά που είναι πιο φιλικά προς το περιβάλλον από το "graphene" για να αντικαταστήσουν το Teflon με υψηλή αγωγιμότητα. Οι μελλοντικές κατευθύνσεις εργασίας περιλαμβάνουν το ευαίσθητο σε δακτυλικά αποτυπώματα W-TENG για συγκεκριμένους χρήστες που έχουν αναπτυχθεί για εφαρμογές οικιακής ασφάλειας. Μεταξύ αυτών, οι συνεργάτες SaiSunilKumarMallineni και HerbertBehlow επικεντρώθηκαν στην ανάπτυξη των βιοαισθητήρων W-TENG, ενώ οι Dong Yongchang και ApparaoRao και RamakrishnaPodila αναπτύσσουν νέα υλικά για να αντικαταστήσουν το Teflon.
