تبدیل پوست پوملو به منبع تولید برق؛ نوآوری در بازیافت زباله‌های غذایی

پژوهشگران دانشگاه ایلینوی با بهره‌گیری از ساختار اسفنجی پوست پوملو، دستگاه‌هایی برای تولید برق و حسگرهای حرکتی خودتأمین توسعه داده‌اند

نویسنده:

مترجم:


​​​​​​​
در عصر نوآوری‌های سبز و جستجوی منابع انرژی پایدار، طبیعت بار دیگر الهام‌بخش فناوری‌های پیشرفته شده است. پژوهشگران با نگاهی تازه به مواد طبیعی و دورریختنی، راه‌حل‌هایی برای تولید برق و کاهش ضایعات یافته‌اند. یکی از نمونه‌های برجسته، پوست پوملو است؛ لایه‌ای ضخیم، سفید و اسفنجی که سال‌ها به‌عنوان زباله نادیده گرفته می‌شد، اما حالا نقش مهمی در توسعه دستگاه‌های تولید برق و حسگرهای حرکتی ایفا می‌کند. این دستاورد نه‌تنها نشان‌دهنده ظرفیت پنهان در پسماندهای غذایی است، بلکه گامی نو در مسیر همگرایی علم و طبیعت برای ساخت آینده‌ای پایدار و هوشمند محسوب می‌شود.
پوملو؛ از زباله خوراکی تا منبع نوآورانه انرژی
پوملو، میوه‌ای از خانواده مرکبات است که به‌دلیل اندازه بزرگ و پوست ضخیمش، در بسیاری از نقاط جهان به‌عنوان زباله دور ریخته می‌شود. بخش داخلی این میوه، که لایه‌ای سفید و اسفنجی دارد، حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد از وزن کل میوه را تشکیل می‌دهد. این بخش، به‌دلیل ویژگی‌های خاص خود، عموماً بی‌استفاده باقی می‌ماند، در حالی که در واقع می‌تواند به‌عنوان یک ماده‌ اولیه با ظرفیت بالا در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرد. در این راستا، پژوهشگران دانشگاه ایلینوی تصمیم گرفتند به‌جای دور ریختن این پوست‌ها، از آن‌ها بهره‌برداری کنند. هدف اصلی آن‌ها بررسی قابلیت پوست پوملو در تبدیل شدن به یک منبع انرژی نوآورانه و پایدار بود. نتایج این تحقیقات به‌طور شگفت‌انگیزی مثبت بود و نشان داد که این پوست‌ها می‌توانند به‌عنوان یک ماده اولیه برای تولید برق و ساخت حسگرهای حرکتی خودتأمین استفاده شوند.
تولید برق از پوست پوملو با روش الکتریسیته تماس
پژوهشگران، پس از جدا کردن لایه سفید پوست پوملو و فرایند خشک‌کردن انجمادی آن، ساختار سه‌بعدی و متخلخل این پوست را حفظ کردند. این ساختار به گونه‌ای است که می‌تواند به‌عنوان یک ماده تریبوالکتریک عمل کند. دستگاه‌هایی که بر اساس پدیده "الکتریسیته تماس" (تریبوالکتریک) ساخته شدند، قادر به تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی هستند. در فرایند تریبوالکتریک، دو ماده با تمایلات الکتریکی متفاوت به‌هم می‌خورند و پس از جدا شدن، بارهای الکتریکی ایجاد می‌شود. این بارها می‌توانند انرژی تولید کنند. در این پژوهش، پوست پوملو به‌عنوان یک عنصر طبیعی و تجدیدپذیر برای ایجاد این پدیده استفاده شده است. به ‌این ‌ترتیب، پژوهشگران توانستند یک دستگاه ارزان‌قیمت و پایدار برای تولید برق بسازند که می‌تواند به‌طور مداوم از انرژی مکانیکی اطراف خود برای تولید برق استفاده کند.
کاربرد حسگرهای حرکتی و تأثیر در پایداری محیطی
یکی از ویژگی‌های جالب و منحصر به‌فرد ساختار پوست پوملو، حساسیت بالای آن به تغییرات فشار و حرکت است. به‌طور خاص، این ویژگی به پژوهشگران این امکان را داد تا حسگرهای حرکتی بسازند که قادر به تشخیص تغییرات در حرکات بیومکانیکی انسان باشند. این حسگرها می‌توانند حرکات مفاصل، الگوهای راه‌ رفتن و دیگر فعالیت‌های فیزیکی بدن انسان را به‌طور دقیق پایش کنند. این حسگرهای حرکتی خودتأمین می‌توانند در حوزه بهداشت، توان‌بخشی و ورزش به‌طور گسترده‌ای کاربرد داشته باشند. علاوه بر این، با توجه به این که این حسگرها از مواد تجدیدپذیر ساخته شده‌اند، می‌توانند به‌عنوان یک گزینه پایدار در زمینه تولید تجهیزات بهداشتی و پزشکی در نظر گرفته شوند. بنابراین، استفاده از پوست پوملو برای ساخت حسگرهای حرکتی نه‌تنها موجب صرفه‌جویی در منابع می‌شود، بلکه در راستای توسعه فناوری‌های پایدار نیز حرکت می‌کند.
چشم‌اندازی نو برای بازیافت و تولید انرژی پایدار
پژوهش‌های اخیر نشان داده‌اند که پوست پوملو، که به‌طور معمول به‌عنوان زباله دور ریخته می‌شود، می‌تواند به‌عنوان یک منبع باارزش برای تولید انرژی و ساخت دستگاه‌های نوآورانه مورد استفاده قرار گیرد. این تحقیق نه‌تنها به‌طور مؤثری به کاهش ضایعات غذایی کمک می‌کند، بلکه گامی مهم در جهت توسعه فناوری‌های پایدار و کاهش وابستگی به منابع انرژی غیرقابل تجدید محسوب می‌شود. این دستاوردها نمایانگر پتانسیل‌های بی‌پایانی هستند که در استفاده از ضایعات کشاورزی و غذایی برای توسعه فناوری‌های جدید و بهبود کیفیت زندگی انسان‌ها وجود دارند. پژوهشگران در حال حاضر مشغول بررسی کاربردهای گسترده‌تر این فناوری‌ها در زمینه‌های مختلف صنعتی و علمی هستند و به‌طور بالقوه می‌توانند با گسترش این روش‌ها، به حل مشکلات زیست‌محیطی و انرژی در آینده نزدیک کمک کنند.
10 صفحه اول