ลองจินตนาการถึงอนาคตที่เราสามารถชาร์จโทรศัพท์หรือแล็ปท็อปผ่านโต๊ะทำงานหรือเก้าอี้ที่เรานั่งโดยดึงสัญญาณไวไฟ (Wi-Fi) มาผลิตไฟฟ้าป้อนเข้าเครื่อง อาจจะดูไกลตัวไปนิด แต่ไม่เพ้อฝันเกินไปแน่นอน

ขณะนี้ทีมวิจัยของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ประเทศสหรัฐอเมริกา กำลังพัฒนาวัสดุฟิล์มบางที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ลอยอยู่ในอากาศได้

โทมัส พาลาซิโอส (Tomás Palacios) หัวหน้าทีมวิจัยของสถาบัน เล่าว่า ทีมวิจัยได้ทดลองเชื่อมต่อเสาอากาศรับส่งสัญญาณไวไฟและสัญญาณช่วงคลื่นความถี่วิทยุอื่นๆ กับอุปกรณ์ที่ถูกเคลือบด้วยสารกึ่งตัวนำชนิดใหม่อย่างโมลิบดินัมไดซัลไฟด์ (MoS2) สารกึ่งตัวนำที่ถูกเคลือบบนอุปกรณ์เหล่านี้จะทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณไวไฟหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าให้กลายเป็นกระแสไฟฟ้าที่สามารถชาร์จเข้าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเรา หรือเก็บสะสมใส่ในเพาเวอร์แบงก์ที่เราใช้กันทุกวันได้ และเราเรียกอุปกรณ์ลักษณะนี้ว่า ‘Rectanna’ หรือ ‘เสาอากาศจัดเรียงกระแส’ ซึ่งเป็นแนวคิดที่มีมาตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 19

ความน่าสนใจของสารกึ่งตัวนำชนิดนี้ อยู่งตรงที่ไม่มีข้อจำกัดด้านการผลิต เพราะสามารถสร้างให้มีขนาดตามที่ต้องการได้ ในขณะที่สารกึ่งตัวนำอื่นยังคงมีปัญหาด้านการผลิตอยู่

แต่จะผลิตกระแสได้มากแค่ไหนเชียว Palacios ได้เสริมว่า ระบบของทีมวิจัยตอนนี้มีประสิทธิภาพเพียง 30-40% กล่าวคือ ผลิตกำลังไฟฟ้าได้เพียง 40 ไมโครวัตต์จากสัญญาณในห้องปฏิบัติการที่มีความแรง 150 ไมโครวัตต์ เพื่อให้นึกภาพตามได้ ลองนึกถึงสัญญาณไวไฟในชั้นของออฟฟิศที่มีความแรงเพียง 100 ไมโครวัตต์ (แต่ผลลัพธ์ที่ได้เพียงเท่านี้ก็ทำให้หลอดไฟ LED สว่างได้แล้วนะ) อย่างไรก็ตาม เมื่อเทียบกับเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งใช้กำลังไฟประมาณ 60 วัตต์ พลังงานระดับไมโครวัตต์ (หนึ่งในล้านส่วนของหนึ่งวัตต์) แน่นอนว่าไฟฟ้าที่ผลิตได้นี้ยังไม่เพียงพอสำหรับการใช้ในชีวิตประจำวัน

แล้วเกี่ยวอะไรกับโต๊ะทำงานหรือเก้าอี้? ด้วยความที่ฟิล์มนี้บางมากเพียงไม่กี่ชั้นอะตอม เราจึงสามารถนำไปเคลือบอุปกรณ์ต่าง ๆ ไม่เฉพาะโต๊ะหรือเก้าอี้ หากนำไปเคลือบกระจกทุกบานของตึกมหานครหรือโครงสร้างเหล็กสะพานพระราม 8 อาจจะผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากกว่านี้

ในอนาคตอาจต้องมีการพัฒนาให้วัสดุฟิล์มบางนี้สามารถรับสัญญาณในช่วงความถี่ที่กว้างขึ้น หรือผลิตแผ่นเคลือบให้ใหญ่ขึ้นเพื่อใช้กับอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่

“ในอนาคต ทุกอย่างจะปกคลุมไปด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์และเซนเซอร์ต่างๆ คำถามก็คือ เราจะป้อนพลังงานให้มันด้วยวิธีไหน” พาลาซิโอสกล่าว “นี่คือชิ้นส่วนที่ยังขาดหายไป”

ที่มาภาพ: JEWEL SAMAD / AFP

ที่มา:

• https://www.goodnewsnetwork.org/mit-scientists-create-material-to-charge-our-phones-by-harvesting-wifi-from-air/
• https://www.theguardian.com/science/2019/jan/28/scientists-create-super-thin-sheet-could-charge-our-phones