Wearables, zoals een stappenteller, zijn van energie te voorzien met behulp van het zogenoemde magneto-elastische effect, ontdekten Amerikaanse onderzoekers.

Apparaatjes die werken op lichaamsbeweging of je eigen zweetvoeten hadden we al. Handig als je meer wilt weten over bijvoorbeeld je hartslag, temperatuur of calorieverbruik, terwijl je de dag doorkomt. Wetenschappers van de University of California, Los Angeles, hebben een nieuwe én volgens hen veel efficiëntere manier ontdekt om stroom op te wekken voor dit soort wearables: de magneto-elastische generator.

Lees ook:

• Eerste ‘digitale textielvezel’ verzamelt, bewaart en verwerkt data
• Met je stinkvoeten je telefoon opladen?

Tegen ‘klei’ duwen

Magneto-elasticiteit is een beetje een lastig begrip. Als twee magneten steeds naar elkaar toe worden gebracht en vervolgens uit elkaar worden getrokken, zoals een accordeon, creëert dat een magnetisch veld dat steeds van kracht wisselt. Dankzij die fluctuatie kun je stroom opwekken. Tot zover ‘gewoon’ elektromagnetisme.

Meestal wordt het bewegen van die magneten veroorzaakt door een hard materiaal, zoals een metaallegering. Maar het team, onder leiding van Yun Chen, besloot het over een andere boeg te gooien. De keuze viel op een zacht silicium-matrix, een elastisch materiaal. Je kunt dit spul een beetje vergelijken met een soort klei. Nu ontstaat het magneto-elastische effect: iets of iemand die tegen de ‘klei’ aan duwt zet de magneten in beweging en er wordt elektriciteit opgewekt.

Wearables

Dat ‘iets of iemand’ kan bijvoorbeeld je eigen elleboog zijn. Het idee is volgens de onderzoekers dat je nu de magneto-elastische generator – die zo groot is als een euromunt – daar aan vast bindt. Door het bewegen van die elleboog kneedt je als het ware de silicium-matrix, waarna de minuscule magneetjes de energie produceren voor je wearable.

Volgens de gedane testen kan er op deze manier zo’n 4,27 milliampère stroom per vierkante centimeter worden opgewekt. Dit is 10.000 maal meer dan vergelijkbare technologie, maar dan met een stugge metaallegering als manier om de magneten in beweging te zetten. Yun Chen en collega’s geven aan dat de silicium-matrix zo gevoelig is dat het zelfs mogelijk is een polsslagmeter te maken die zichzelf van stroom kan voorzien door de polsslag zelf.

Zweet = geen probleem

Bovendien heeft de magneto-elastische generator geen last van vochtige omstandigheden, zoals veel andere energie-opwekkers op basis van het lichaam dat wel hebben. Na een weekje dompelen in zweet bleek hij nog steeds even efficiënt in het opwekken van stroom. Handig voor een flinke hardlooptraining bijvoorbeeld.

Bronnen: Nature Materials, University of California in LA via EurekAlert!

Beeld: Yun Chen/UCLA

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!