Les randonneurs, les soldats et les écoliers connaissent tous le fardeau d’un sac à dos lourd. Mais aujourd’hui, les chercheurs ont mis au point un prototype qui non seulement allège les charges d’environ 20 %, mais permet également de récupérer l’énergie des mouvements humains pour alimenter de petits appareils électroniques.
Le nouveau sac à dos, dont il est question dans ACS Nano, pourrait être particulièrement utile aux athlètes, aux explorateurs et aux sauveteurs en cas de catastrophe qui travaillent dans des régions reculées sans électricité, affirment les chercheurs.
Les sacs à dos sont largement utilisés dans la vie quotidienne pour le transport de charges en mains libres. Avec le temps, cependant, marcher ou courir avec un sac lourd peut provoquer des douleurs au dos et au cou. De plus, les randonneurs des régions sauvages (ou même ceux des villes qui n’ont pas accès à un chargeur) pourraient souhaiter un sac qui pourrait récolter l’énergie mécanique de la marche pour alimenter des appareils électroniques portables ou des capteurs de surveillance de la santé.
Auparavant, les chercheurs ont utilisé des nanogénérateurs triboélectriques (TENG) – de petits appareils qui convertissent l’énergie mécanique en électricité – pour fabriquer des sacs à dos à récupération d’énergie, mais ces sacs avaient une puissance de sortie relativement faible et n’offraient pas d’avantages supplémentaires, comme l’allègement de la charge ou l’absorption des chocs.
Zhong Lin Wang, Jia Cheng et leurs collègues ont voulu concevoir un prototype qui surmonte ces limites.
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Pour économiser de la main d’œuvre et absorber les chocs, les chercheurs ont incorporé dans le sac à dos deux élastomères qui s’étiraient et se rétrécissaient, maintenant le sac stable pendant que le porteur marchait. Cela a permis de réduire d’environ 20 % la force exercée sur le porteur. Pendant ce temps, le mouvement entre le cadre du sac à dos et sa charge pendant la marche a conduit un TENG à convertir l’énergie mécanique en électricité, avec une efficacité de 14%. Les chercheurs ont montré que le sac pouvait alimenter des LED, une montre électrique et des tubes fluorescents.
Une fois que certains défis, comme l’amélioration de l’efficacité de la conversion d’énergie, sont relevés, le sac à dos a un potentiel prometteur en tant que source d’énergie pour les appareils électroniques portables et portables à petite échelle, les GPS et les capteurs de soins de santé, selon les chercheurs.
Le résumé de l’article est disponible : http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.0c07498
CREDIT / Adapted from ACS Nano 2021, DOI: 10.1021/acsnano.0c07498
