Các nhà khoa học từ Đại học Taxas tại Dallas và Đại học Hanyang của Hàn Quốc đã phát triển sợi công nghệ cao có thể phát điện khi được kéo giãn hoặc xoắn lại. Các nhà nghiên cứu mô tả sợi “twistron” và các ứng dụng có thể của sợi như là thu năng lượng từ chuyển động của sóng biển hoặc từ sự dao động nhiệt độ trong một bài báo đăng trên tạp chí Khoa học.

Khi được may vào áo sơ mi, các sợi này phục vụ như là máy theo dõi hơi thở tự cấp năng lượng.
Sợi được cấu tạo nên từ các ống nano cacbon, là các ống trụ rỗng từ cacbon, có đường kính nhỏ hơn sợi tóc 10.000 lần. Các nhà nghiên cứu trước tiên xoắn-phun sợi các ống nano thành sợi nhẹ có độ bền cao. Để làm cho sợi có độ đàn hồi cao, họ đã đưa nhiều xoắn vào làm cho sợi cuộn lại hình vòng lò xo giống như một băng cao su bị xoắn quá mức.
Để phát điện, sợi phải được ngâm vào hoặc tráng bằng vật liệu dẫn điện ion hóa, hoặc chất điện ly là chất có thể chỉ đơn giản là hỗn hợp của muối ăn và nước.

Khi sợi được xoắn hoặc kéo giãn, thể tích của sợi làm từ ống nano cacbon giảm, mang điện tích trên sợi gần lại với nhau và làm tăng năng lượng của chúng. Việc này làm tăng điện thế đi kèm với điện tích được lưu trữ trong sợi, làm ta có thể thu được năng lượng.

Trong phòng thí nghiệm các nhà nghiên cứu đã cho thấy rằng một sợi twistron cân nặng chưa bằng một con ruồi có thể cấp điện cho một bóng LED nhỏ làm đèn LED sáng lên mỗi lần sợi được kéo giãn.
Để cho thấy rằng twistron có thể thu năng lượng nhiệt từ môi trường, người ta đã nối một sợi twistron vào cơ nhân tạo polyme co lại và giãn ra khi được gia nhiệt và làm nguội. Sợi twistron đã chuyển đổi năng lượng cơ học được cơ polyme tạo ra thành năng lượng điện.

Các nhà nghiên cứu đã may sợi twistron vào áo sơ mi. Hơi thở bình thường kéo giãn sợi ra và đã phát ra tín hiệu điện, chứng tỏ tiềm năng của sợi như là cảm biến hô hấp tự cấp điện.
Trong một chứng minh khái niệm là đúng, Tiến sĩ Shi Hyeong Kim, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Viện NanoTech ở bờ đông của Hàn Quốc đã sử dụng sợi twistron ở biển. Ông đính đoạn sợi dài 10 cm cân nặng chỉ 1 mg (bằng khối lượng một con muỗi) giữa một quả bóng bay và một quả nặng nằm trên đáy biển. Mỗi lần sóng biển ập tới thì quả bóng bay nảy lên, kéo giãn sợi 25%, do vậy mà phát ra điện có thể đo được.

Mặc dầu các nhà nghiên cứu sử dụng một lượng rất nhỏ sợi twistron trong nghiên cứu này, họ đã cho thấy rằng hiệu quả là có thể nâng quy mô được, cả bằng tăng đường kính sợi twistron và bằng vận hành nhiều sợi song song.
“Nếu có thể sản xuất ra sợi twistron ít tốn kém hơn thì chúng về cơ bản có thể tạo ra được lượng năng lượng khổng lồ từ sóng biển. Tuy nhiên hiện giờ những dụng cụ phát điện này chỉ phù hợp để cấp điện cho cảm ứng và giao thức truyền thông cảm ứng. Dựa trên công suất năng lượng điện, chỉ cần 31 miligam sợi ống nanocacbon có thể cung cấp điện cần để truyền 2 kilobyte dữ liệu trong bán kính 100 met trong mỗi 10 giây cho Internet của vạn vật.

Các nhà nghiên cứu từ Trường Kỹ thuật và khoa học máy tính của Đại học Texas và Lintec của Trung tâm khoa học nano và công nghệ Mỹ đã tham gia nghiên cứu. Họ đã đệ đơn đề nghị cấp bằng sáng chế cho loại sợi này.

Nguyễn Hoàng Minh: Theo http://www.fibre2fashion.com