Z pewnością niejednokrotnie musieliśmy zmierzyć się z sytuacją, gdy byliśmy poza dostępem do prądu, a nasz telefon komórkowy odmówił posłuszeństwa. Oczywiście mamy na rynku do dyspozycji power banki, które ratują nas w takich sytuacjach, ale często nie pamiętamy, żeby je zabrać ze sobą, poza tym są ciężkie i niewygodne, a dodatkowo nieprzyjazne środowisku.
Zespół pod kierunkiem prof. Katarzyny Grabowskiej z Wydziału Technologii Materiałowych i Wzornictwa Tekstyliów #PŁ znalazł rozwiązanie, które z pewnością pozwoli każdemu z nas uniknąć problemów z rozładowaną baterią a dodatkowo zachęci nas do większej aktywności fizycznej.
Mowa o ładowarce tekstylnej, której działanie oparte jest o tkaninę lub dzianinie hybrydową, którą będzie stanowić element naszego ubrania, a dzięki temu, że będziemy się poruszać naładuje nasze urządzenie mobilne. A to wszystko dzięki nitce z hybrydowej przędzy z rdzeniem ferromagnetycznym do indukcji elektromagnetycznej, która tworzy zamknięty obwód elektryczny. Do wzbudzenia w nim przepływu prądu zmiennego niezbędny jest jedynie magnes stały, umieszczony w innej części ubrania. Podczas aktywności fizycznej, oba elementy przemieszczają się względem siebie, co powoduje indukowanie prądu elektrycznego, który przez przetwornik zasila podłączony telefon czy tablet.
Idea rozwiązania powstała w oparciu o prace badawcze nad strukturą i właściwościami nitek ozdobnych i hybrydowych. Stwierdzono analogię pomiędzy budową i właściwościami elektroprzewodzącymi fantazyjnej nitki pęczkowej a układem elektrycznym zbudowanym z szeregowo połączonych solenoidów owiniętych na rdzeniu ferromagnetycznym. Budowa nitki hybrydowej zakłada skręconą konstrukcję dwóch nitek komponentowych:
-
ferromagnetycznej nitki rdzeniowej (nośnej),
-
nitki elektroprzewodzącej.
Działanie tekstylnej ładowarki polega na indukowaniu zmiennego prądu elektrycznego w elektroprzewodzącej nitce oplatającej w zmiennym polu elektromagnetycznym i przesyłanie indukowanego zmiennego prądu elektrycznego do odbiornika , którym jest nasze urządzenie. Źródłem zmiennego pola elektromagnetycznego są stacje bazowe GSM, punkty dostępowe WiFi, nadajniki radiowe i/lub zmienne pole elektromagnetyczne powstałe w wyniku ruchu magnesów stałych. Mogą być one zamontowane w np. spinkach mankietów koszuli - ruch rąk ubranych w koszulę z mankietami zapiętymi za pomocą spinek zbudowanych z magnesów w stosunku do zwartego obwodu elektrycznego zbudowanego z nitki do indukcji elektromagnetycznej wprowadzonej splotem tkackim lub dziewiarskim do tkaniny lub dzianiny odzieży jest źródłem zmiennego pola elektromagnetycznego. Zmienne pole magnetyczne indukuje zmienny prąd elektryczny w nitce do indukcji elektromagnetycznej, który jest przekazywany do przetwornika odpowiedzialnego za przetwarzanie prądu elektrycznego do postaci zgodnej z wymaganiami zasilanego urządzenia mobilnego.
Na czym polega innowacyjność tego rozwiązania?
Tekstylna ładowarka do zasilania mobilnych urządzeń elektronicznych jest nieodłączną częścią tkaniny lub dzianiny, z której jest skonstruowana np. odzież. Wytwarza w sposób ciągły energię elektryczną zasilającą mobilne urządzenie elektroniczne, takie jak telefon komórkowy, smartphone, tablet lub inne multimedia. Wynalazek zastępuje ciężkie, o dużych rozmiarach baterie i power-banki zawierające często substancje toksyczne. Jest odporna na uderzenia i wpływ czynników atmosferycznych. Podstawowym celem technologii jest zapewnienie jej użytkownikom stałego dostępu do energii elektrycznej w celu podtrzymywania działania urządzeń mobilnych, co w konsekwencji wykluczy z życia problematyczne procesy związane z częstym ładowaniem telefonu czy tabletu.
I co najważniejsze - pomysł samego rozwiązania sprawdzi się nie tylko w urządzeniach mobilnych takich, jak smartfon czy tablet, ale również znajdzie zastosowanie w aparatach fotograficznych, kamerach, zestawach bluetooth, monitorach aktywności, terminalach i tabletach przemysłowych, bezprzewodowych czytnikach kodów kreskowych, elektrycznej odzieży grzewczej, sensorach i czujnikach. Dodatkowo także ochroni przed polem elektromagnetycznym. Zostały także opracowane potencjalne możliwości rozwoju wynalazku, który mógłby być wykorzystywany po modyfikacjach w branżach, które do tej pory nie były brane pod uwagę.
Wynalazek został już doceniony na targach innowacji, na których był prezentowany. Na Międzynarodowej Warszawskiej Wystawie Wynalazków IWIS otrzymał złoty medal oraz nagrodę specjalna Urzędu Patentowego Rzeczpospolitej Polskiej. Również tekstylna ładowarka została nagrodzona złotym medalem na Seul International Invention Fair 2019 (SIIF).
O wynalazku pojawiło się wiele materiałów w mediach:
https://mlodziwlodzi.pl/tekstylna-ladowarka-urzadzen-mobilnych/
https://www.zu.p.lodz.pl/tekstylna-ladowarka
https://lodz.tvp.pl/43642171/naukowcy-z-politechniki-lodzkiej-opatentowali-tekstylna-ladowarke
https://polskiprzemysl.com.pl/wiadomosci-video/ladowanie-baterii-smartfona/
https://tvn24.pl/lodz/wynalazek-lodzkich-naukowcow-telefon-naladujesz-w-kieszeni-ra954347-2291243
Prodziekan ds. kształcenia Wydziału Technologii Materiałowych i Wzornictwa Tekstyliów.
