За већину људи статички електрицитет је благо болна сметња. Међутим, инжењери последњих година раде на томе да искористе ову наизглед случајну појаву како би јефтино и лако произвели мале количине електричне енергије.
Већина статичког електрицитета је производ „трибоелектричног ефекта“, који се дешава када два материјала дођу у контакт и електрони тргују између њих. Када се материјали раздвајају, постоји тенденција да остане неравнотежа електрона, при чему неки атоми материјала добијају више електрона од других.
Ова неравнотежа ствара електрично наелектрисање материјала, а атоми материјала који желе да се врате у неутрални набој подразумевају да се електрична енергија родила. Шок који добијете када додирнете кључ врата након што ходате по плишаном тепиху су атоми вашег тијела који испуштају додатне електроне које су сакупили из тепиха како би се могли вратити у неутрални набој.
Трибоелектричност је непредвидива, али инжењери у последњих неколико година стварају иновативне начине за хватање њеног потенцијала, у распону од електрода у аутомобилским гумама до дрвених плоча које стварају статичност када се закорачи на њих. Један од пионира у овој области био је инжењер Технологије Института у Џорџији Зхонг Лин Ванг, који је створио трибоелектричне генераторе из широког спектра материјала, укључујући ултра танке полимере који могу служити као екрани за додир, тканине, па чак и рециклиране боце соде.
"Можете користити скоро било који материјал у ту сврху", каже Ванг. За своју последњу трибоелектричну креацију, Ванг је посегнуо за материјалом који би мало кога уопште повезало са струјом - папир. Као дете, Ванг каже да се поиграо са замршеним креацијама начињеним од сечења и склањања папира. Ова источноазијска уметност, која датира хиљадама година, назива се „киригами“, што у преводу значи „резани папир“ (уско је повезано са познатијим „оригами“, што значи пресавијање папира).
"То је вероватно најјефтинији материјал [могућ]", каже Ванг зашто је изабрао папир, "а то је биоразградив и сигуран материјал који користимо свакодневно."
Ванг и његов тим решили су брусним папирима у правоугаонике ласерима и прекрили их танким слојевима злата и других проводљивих материјала. Затим су саставили правоугаонике у тродимензионалне облике ромба. Ови ромби, који се могу сместити у нечији длан и преклопити да би се чували у новчанику или џепу, стварају електричну енергију када их особа притисне прстима. Ово доводи водљиве слојеве међусобно у контакт, стварајући неравнотежу електрона што узрокује статички набој. Поновно стискање на папирном уређају у трајању од неколико минута може да створи око 1 волти енергије, што је довољно да у хитним случајевима напуните сат или бежични даљински управљач или чак мали медицински уређај, каже Ванг.
Ванг-ова употреба резане решеткасте структуре унутар ромба била је „паметан приступ за повећање површине за трибоелектричну генерацију“, каже инжењер са Универзитета у Мичигену Мак Схтеин, који је користио киригами за стварање тродимензионалних соларних панела који могу да уложе више светлости као сунце се креће по небу. Јохн Кимиссис са универзитета Цолумбиа Университи, који, попут Схтеина, није био укључен у ово истраживање, такође је похвалио Ванг-ов „паметан дизајн за интегрисану структуру производње и складиштења енергије“.
Ванг, који има овај патент на чекању, нада се да ће га развити за неколико година како би се потенцијално могао продати као јефтин пуњач за једнократну употребу или, што је још важније, као алат за подучавање деце о томе како електрична енергија ради.
"Они могу да стварају снагу и упале светла", каже Ванг о потенцијалу. "Све ове добре ствари могу направити једноставном структуром."
Пуњач за папир описан је у недавном броју часописа АЦС Нано.
