ऊर्जा संचयन, एक पर्यावरण-अनुकूल तकनीक, दैनिक जीवन में अप्रयुक्त या छोड़ी गई ऊर्जा से बिजली पैदा करने में सौर और पवन ऊर्जा से परे फैली हुई है, जिसमें कार इंजन या ट्रेनों के गुजरने से उत्पन्न कंपन भी शामिल है।हाल के दिलचस्प शोध का उद्देश्य एक नए प्रकार के मेटासरफेस का उपयोग करके ऊर्जा संचयन की दक्षता को बढ़ाना है जिसे लेगो ईंटों की असेंबली के समान पुन: कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

एक सहयोगी अनुसंधान टीम ने एक बहुक्रियाशील इलास्टिक मेटासरफेस विकसित किया है जिसे व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए घटकों को जोड़कर और अलग करके स्वतंत्र रूप से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।यी शोधप्रकट होता हैमेंउन्नत विज्ञान.

मेटामटेरियल्स कृत्रिम रूप से डिज़ाइन की गई संरचनाएं हैं जो प्रकाश, कंपन और ध्वनि जैसी तरंग ऊर्जा में हेरफेर करने के लिए तरंग दैर्ध्य के बीच संबंधों का शोषण करती हैं।इस क्षमता का उपयोग करनाऊर्जा संचयनपीज़ोइलेक्ट्रिक घटकों में लोचदार तरंगों को इकट्ठा करने की अनुमति देता है, जिससे बिजली उत्पादन की दक्षता बढ़ जाती है।हालाँकि, मेटामटेरियल्स बनाने वाले बीम के सैद्धांतिक विश्लेषण में सीमाएं उनके संचालन को एक ही आवृत्ति तक सीमित कर देती हैं और उनकी उपयोगिता को विशिष्ट उद्देश्यों तक सीमित कर देती हैं, जिससे वास्तविक संरचनाओं में उनके व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए चुनौतियाँ पैदा होती हैं।

शोध दल ने पारंपरिक यूलर-बर्नौली बीम सिद्धांत के बजाय टिमोशेंको-एरेनफेस्ट बीम सिद्धांत को नियोजित करके इन सीमाओं को पार कर लिया।पूर्व को जो अलग करता है वह लोच की मूलभूत विशेषताओं पर विचार है, जिसमें बीम के कतरनी विरूपण और घूर्णी जड़त्व प्रभाव शामिल हैं।यह अध्ययन लोचदार मेटामटेरियल अनुसंधान के लिए इस सिद्धांत के पहले अनुप्रयोग को चिह्नित करता है।

शोधकर्ता टिमोशेंको-एरेनफेस्ट बीम सिद्धांत का उपयोग करके लोचदार तरंगों के चरण मॉड्यूलेशन के लिए लोचदार मेटामटेरियल्स की व्याख्या और मॉडलिंग करने में सफल रहे।इसके अलावा, उन्होंने एक नए प्रकार का टिमोशेंको-एरेनफेस्ट बीम-आधारित रीकंफिगरेबल इलास्टिक मेटासरफेस (टीआरईएम) तैयार किया जो कई संरचनाओं को जोड़ने और अलग करने में सक्षम है।टीआरईएम अपने अनुप्रयोग के आधार पर अपनी सतह का पुनर्निर्माण कर सकता है, जिससे विभिन्न तरंग घटनाओं जैसे कि विषम तरंग अपवर्तन, तरंग फोकसिंग, स्व-त्वरित तरंग प्रसार और व्यापक आवृत्ति रेंज में कुल तरंग प्रतिबिंब पर नियंत्रण सक्षम हो सकता है।

विशेष रूप से, टीम के टीआरईएम ने इलास्टिक की कटाई में उत्कृष्ट प्रभावशीलता का प्रदर्शन कियातरंग ऊर्जा, पीज़ोइलेक्ट्रिक घटकों की विद्युत उत्पादन शक्ति को आठ गुना तक बढ़ाना।यह पीजोइलेक्ट्रिक ऊर्जा संचयन प्रणाली के रूप में इसके महत्व को उजागर करता है।

पोहांग यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (POSTECH) में मैकेनिकल इंजीनियरिंग, केमिकल इंजीनियरिंग और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर जुनसुक रो और मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग के पीएचडी/एमएस छात्र जियोन ली स्कूल के प्रोफेसर मिसो किम के साथ शामिल हुए।इस परियोजना पर सहयोग करने के लिए सुंगक्यंकवान विश्वविद्यालय (एसकेकेयू) में उन्नत सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग।

प्रोफेसर रो ने कहा, "मेरा मानना ​​है कि हमारा नव विकसित मेटासरफेस, जिसे बहुक्रियाशील और व्यापक-आवृत्ति रेंज में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, ऊर्जा संचयन में अमूल्य साबित होगा, विशेष रूप से परिवेशीय ऊर्जा के पर्यावरण-अनुकूल उपयोग में। यह तकनीक, इसके अनुप्रयोगों के साथसंरचनात्मक स्वास्थ्य निगरानी, ​​वायरलेस सेंसिंग और इंटरनेट ऑफ थिंग्स में, विविध क्षेत्रों में महत्वपूर्ण योगदान की काफी संभावनाएं हैं।"