Folk trodde inte på tekniken – han fick hjärtslag att driva pacemakern

2020-02-18 06:00  

Våra egna hjärtslag och steg kan räcka för att driva framtidens prylar. Det säger ingenjören Zhong Lin Wang, som har banat väg för triboelektriska nanogeneratorer.

Människor har studerat fenomenet kontaktelektrifiering i århundraden, hur elektricitet kan genereras när olika material gnids mot varandra. Men det är först på senare år det som forskare på allvar har försökt förstå och ta vara på den här energin för att utveckla självförsörjande teknik.

Fysikern, materialforskaren och ingenjören Zhong Lin Wang, verksam vid amerikanska Georgia Institute of Technology och Chinese Academy of Sciences i Beijing, är det stora namnet på området. Han har banat väg för triboelektriska nanogeneratorer (tribos betyder ”att gnida”på grekiska), förkortat teng.

Med teng blir det möjligt att använda den restenergi som genereras inom och utom oss för att hålla igång prylar. Det banbrytande arbetet har gjort Zhong Lin Wang till en favorit så fort det är dags att tippa vem som ska få Nobelpriset i fysik.

Läs mer: Framtidens pacemaker drivs av hjärtslagen – batteriet skrotas

– Människan är en stor källa till energi. Men att konvertera den här energin till elektricitet är en utmaning. Vår innovation handlar om att hitta ett effektivt sätt att omvandla den här restenergin till elektricitet som kan driva mobil elektronik och sensorer till en låg kostnad, med bred tillämpning, förklarar Zhong Lin Wang för Ny Teknik i samband med hans Uppsalabesök i februari.

Möjligt skörda små mängder energi från vibrationer

Med triboelektriska nanogeneratorer blir det till exempel möjligt att skörda och lagra de små, små mängder energi som vibrationerna från dina egna hjärtslag ger upphov till. Detta kan räcka för att driva en batterilös pacemaker. Sådana försök har redan skett på grisar med lovande resultat, berättade Ny Teknik förra året.

Och tänk dig en framtid där du slipper fundera på var du har lagt din mobilladdare. Där restenergin från dina egna rörelser är det enda som behövs för att ladda din telefon. Det här kan också bli snart verklighet, enligt Zhong Lin Wang.

I dag är det många som hoppas på den här tekniken. Men omgivningen har inte alltid sett lika ljust på Zhong Lin Wang och hans kollegors arbete.

– När jag först började titta på det här trodde inte folk på tekniken. ”Kan du verkligen göra det här?” undrade de, ”Kan det stämma?” och ”Är det användbart?” var frågor jag fick. Under de första sju åren som jag ägnade mig åt det här var det svårt att övertyga andra om att det här var något viktigt.

Läs mer: Vardagliga rörelser blir till energi

Men han höll hela tiden fast vid idén om självförsörjande system. Det var det han ville ägna sig åt och dit han ville nå.

– Ju fler som sa att min teknik inte skulle funka, desto hårdare jobbade jag mot mitt mål. Jag ville motbevisa dem! Jag har hela tiden trott på att vi har rätt, att vi bara behövde hitta data för att bevisa det och röra oss envist framåt.

Hundratals forskare jobbar med teng

I dag jobbar hundratals forskare i omkring 45 länder och regioner med teng, däribland forskare vid flera lärosäten i Sverige, berättar Zhong Lin Wang.

Ett tillämpningsområde som ligger nära tillhands är självförsörjande sensorer. De kan göra det lättare att hålla koll på människors blodtryck eller rörelsemönster.

– Låt oss säga att du vill veta att dina äldre föräldrar som bor kvar hemma mår bra, men du vill inte installera några kameror av hänsyn till deras personliga integritet. Om de går fram och tillbaka på en matta med självförsörjande sensorer vet du att de är aktiva, och kan känna dig trygg med att dina föräldrar mår bra. Det här är något som är under utveckling just nu och kommer att komma till hemvården snart, berättar Zhong Lin Wang.

Läs mer: Fönstret laddar mobilen

Energiförsörjning till elektronik, som mobiltelefoner, ser han som ett nästa steg. Men han drömmer ännu större. Självförsörjande pacemakers och andra medicinska hjälpmedel kan bli möjliga med teng, men också skapa nya sätt att utvinna förnybar energi, säger han.

Triboelektriska nanogeneratorer skulle kunna ta vara på energin från havsvågornas rörelse, enligt Zhong Lin Wang. Detta skulle i sin tur minska behovet av fossila energikällor.

– Jag är säker på att vi kommer att komma dit. Det handlar bara om tid.

Fantasi är viktigare än kunskap

Zhong Lin Wang är envis, och menar att detta och självförtroende är viktigt för att lyckas med sin forskning när man sysslar med något som ingen annan har gjort eller tror är möjligt. Einstein hade dessutom rätt i att fantasi är viktigare än kunskap, anser han.

Om du får en idé och kan se framför dig att den ska fungera, då är det din uppgift att ta reda på hur.

– Om människor ifrågasätter dig har du ditt eget omdöme att förlita dig på. Om du vet att du har rätt är allt du behöver för att kunna bevisa det bara mer tid. Det följer med envisheten. Alla stora upptäckter har haft det gemensamt att omgivningen i början inte trodde på att de stämde, att det inte fungerade, bara för att omgivningen inte hört talas om det förr. Envishet, envishet och mer envishet! Det är vad du behöver.

Mer om Zhong Lin Wang

Zhong Lin Wang är fysiker, materialforskare och ingenjör med inriktning mot nanoteknik och energivetenskap. Han är verksam vid School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, och Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems vid Chinese Academy of Sciences i Beijing.

De triboelektriska nanogeneratorer som Zhong Lin Wang jobbar med behöver inte vara små. Nano syftar här framför allt till att det är möjligt att tillvarata restenergi, som vibrationerna från våra egna hjärtslag eller gång, för att driva teknik.

Ny Teknik träffade Zhong Lin Wang i samband med Uppsala universitets Celsius Linné-föreläsningar den 6 februari.

Ania Obminska

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt