उन टायरों की कल्पना करें जो चलते समय वाहन को चार्ज करते हैं, ट्रैफ़िक की गड़गड़ाहट से चलने वाली स्ट्रीटलाइट्स, या गगनचुंबी इमारतों की कल्पना करें जो बिजली उत्पन्न करते हैं क्योंकि इमारतें स्वाभाविक रूप से हिलती और कांपती हैं।

ये ऊर्जा नवाचार रेंससेलर पॉलिटेक्निक इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं की बदौलत संभव हो सके हैं जो पर्यावरण के अनुकूल सामग्री विकसित कर रहे हैं जो संपीड़ित या कंपन के संपर्क में आने पर बिजली पैदा करते हैं।

में एकआधुनिक अध्ययनजर्नल में प्रकाशितप्रकृति संचार, टीम ने एक विकसित कियापॉलिमर फिल्मइसमें एक विशेष चाल्कोजेनाइड पेरोव्स्काइट यौगिक शामिल है जो निचोड़ने या जोर देने पर बिजली पैदा करता है, एक घटना जिसे पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव के रूप में जाना जाता है।

जबकि अन्य पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियां वर्तमान में मौजूद हैं, यह उन कुछ उच्च प्रदर्शन वाली सामग्रियों में से एक है जिनमें सीसा नहीं होता है, जो इसे मशीनों, बुनियादी ढांचे के साथ-साथ जैव-चिकित्सा अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए एक उत्कृष्ट उम्मीदवार बनाता है।

"हम अपने निष्कर्षों और परिवर्तन का समर्थन करने की उनकी क्षमता से उत्साहित और प्रोत्साहित हैंहरित ऊर्जा,'' निखिल कोराटकर, पीएच.डी., अध्ययन के संगत लेखक और मैकेनिकल, एयरोस्पेस और न्यूक्लियर इंजीनियरिंग विभाग में जॉन ए. क्लार्क और एडवर्ड टी. क्रॉसन प्रोफेसर ने कहा।

"सीसा विषैला होता है और इसे तेजी से प्रतिबंधित किया जा रहा है और सामग्रियों और उपकरणों से चरणबद्ध तरीके से हटाया जा रहा है। हमारा लक्ष्य एक ऐसी सामग्री बनाना था जो सीसा रहित हो और जिसे आमतौर पर प्रकृति में पाए जाने वाले तत्वों का उपयोग करके सस्ते में बनाया जा सके।"

कोराटकर ने बताया कि ऊर्जा संचयन फिल्म, जो केवल 0.3 मिलीमीटर मोटी है, को विभिन्न प्रकार के उपकरणों, मशीनों और संरचनाओं में एकीकृत किया जा सकता है।

"अनिवार्य रूप से, सामग्री परिवर्तित होती हैमेकेनिकल ऊर्जामेंविद्युतीय ऊर्जाकोराटकर ने कहा, "जितना अधिक दबाव भार लागू किया जाएगा और जितना अधिक सतह क्षेत्र पर दबाव लागू किया जाएगा, उतना अधिक प्रभाव होगा।" उदाहरण के लिए, इसका उपयोग राजमार्गों के नीचे बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है जब कारें उन पर चलती हैं।इसका उपयोग निर्माण सामग्री में, इमारतों में कंपन होने पर बिजली बनाने में भी किया जा सकता है।"

पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव उन सामग्रियों में होता है जिनमें संरचनात्मक समरूपता का अभाव होता है।तनाव में,पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्रीइस तरह से विकृत हो जाता है कि सामग्री के भीतर सकारात्मक और नकारात्मक आयन अलग हो जाते हैं।यह "द्विध्रुव क्षण," जैसा कि वैज्ञानिक रूप से ज्ञात है, इसका दोहन किया जा सकता है और इसे विद्युत धारा में बदला जा सकता है।

आरपीआई टीम द्वारा खोजी गई चॉकोजेनाइड पेरोव्स्काइट सामग्री में, संरचनात्मक समरूपता को तनाव के तहत आसानी से तोड़ा जा सकता है, जिससे एक स्पष्ट पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रतिक्रिया हो सकती है।

एक बार जब उन्होंने अपनी नई सामग्री को संश्लेषित कर लिया, जिसमें बेरियम, ज़िरकोनियम और सल्फर शामिल हैं, तो शोधकर्ताओं ने इसे चलने, दौड़ने, ताली बजाने और उंगलियों को थपथपाने जैसी विभिन्न शारीरिक गतिविधियों के अधीन करके बिजली पैदा करने की इसकी क्षमता का परीक्षण किया।

शोधकर्ताओं ने पाया कि इन प्रयोगों के दौरान सामग्री ने बिजली उत्पन्न की, जो आरपीआई बताने वाले एलईडी के पावर बैंकों के लिए भी पर्याप्त थी।

"ये परीक्षण दिखाते हैं कि यह तकनीक उपयोगी हो सकती है, उदाहरण के लिए, धावकों या बाइक चालकों द्वारा पहने जाने वाले उपकरण में जो उनके जूते या हेलमेट को रोशन करता है और उन्हें अधिक दृश्यमान बनाता है। हालाँकि, यह केवल अवधारणा का प्रमाण है, जैसा कि हम चाहते हैंअंततः इस प्रकार की सामग्री को बड़े पैमाने पर कार्यान्वित होते हुए देखें, जहां यह वास्तव में अंतर ला सकता हैऊर्जा उत्पादन, “कोराटकर ने कहा।

आगे बढ़ते हुए, कोराटकर की प्रयोगशाला उन यौगिकों की खोज में चॉकोजेनाइड पेरोव्स्काइट यौगिकों के पूरे परिवार का पता लगाएगी जो और भी मजबूत प्रदर्शन करते हैं।पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव.कृत्रिम बुद्धि औरयंत्र अधिगमकोराटकर ने कहा, इस खोज में उपयोगी उपकरण साबित हो सकते हैं।

आरपीआई स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग के डीन, पीएच.डी. शेखर गार्डे ने कहा, "स्थायी ऊर्जा उत्पादन हमारे भविष्य के लिए महत्वपूर्ण है।""प्रोफेसर कोराटकर का काम इस बात का एक बड़ा उदाहरण है कि कैसे सामग्री की खोज के लिए नवीन दृष्टिकोण एक वैश्विक समस्या का समाधान करने में मदद कर सकते हैं।"