風力、足音、そして自身の布地の揺れから電力を生成できるテントが、災害地域や非電源キャンプに小型機器に電力を供給するために間もなく登場します。研究者たちは、1世紀前の物理原理に基づいてこの製品を設計しましたが、この原理はほとんどの人には馴染みがありません。この材料は磁弾性に依存しており、この特性は1865年に物理学者エミリオ・ビラリによって最初に説明されました。機械的ストレスが特定の材料を曲げたり引っ張ったりすると、これらの材料の磁場内の磁束密度が変化します。この変化は、利用可能な電流に変換できます。
このデザインは、テント全体の構造にスマートファイバー層を埋め込んでいます。風速、テント内部の人の動き、または設置過程での布地の曲がりは、すべて同じエネルギー収集システムに入ります。これにより、この避難所自体が電力供給の一部となります。テントの床には、布地に直接編み込まれた磁弾性ストリップが埋め込まれており、テントの屋根は多層構造を採用し、導電性ファイバーと磁弾性フィルムを組み合わせて、両方の表面が動くことで総エネルギー出力に貢献します。
磁弾性テントが災害地域に持続可能な電力を提供
テストでは、研究者たちは小さな磁弾性ファイバーに手動で接触し、1.5秒以内に0.22マイクロファラッドのコンデンサーを5.8ボルトに充電しました。この出力は、低消費電力センサー内部で見られる小型のタイミングまたはフィルタリングコンデンサーが生成する電荷に似ています。生成された電量はスマートフォンを充電するには遠く及びません。しかし、このデモは、たとえ小さな材料でも日常の動きを測定可能な電気信号に変換できることを示しており、ウェアラブルまたは居住可能なデバイスへのこの概念の拡張の第一歩を示しています。
研究者たちは、このテントを設計する際に、災害対応や非電源生活のニーズを考慮しました。彼らは、既存のポータブル避難所の選択肢が同様の状況で不足していると考えています。発電機は燃料を必要とし、バッテリーは重量を増し、メンテナンスが必要であり、太陽光パネルは日没や雲が出るとすぐに電力供給を停止します。磁弾性テントは、太陽光への依存を完全に回避します。布地が常に曲がっている限り、風力、操作、そして通常の動きは、天候や時間に関係なく持続的に電力を供給します。
チームは、このテントを信頼できる電力の代替品ではなく、補助電源として慎重に位置付けています。彼らの目標使用ケースには、LED照明、携帯電話の充電、または小型ヒーターの運転などの低消費電力電子機器が含まれ、高消費電力機器は含まれません。この概念がキャンプや難民キャンプに適用される前に、いくつかの未解決の問題があります。研究者たちは、実際の天候条件下で全サイズのテントが生成する電力を測定する必要があり、また材料が繰り返し折りたたまれた後の耐久性を確認し、さらにそれを手頃なコストで生産できるかどうかを確認する必要があります。
これらの未知数があるにもかかわらず、プロトタイプは、シンプルな避難所が単なる雨よけではなくなる未来を指し示しています。携帯電話を充電したり照明を提供したりできるテントは、太陽光パネルや燃料を必要とせず、信頼できる電力を得るのが最も難しい場所で重要な役割を果たす可能性があります。このアイデアは、7月31日に『Matter』誌に初めて発表されました。