कल्पना कीजिए कि जब आप बर्फानी तूफान की चपेट में आते हैं, तो आप पहाड़ों में लंबी पैदल यात्रा करते हैं। गर्म कोट के बावजूद, आपके शरीर का तापमान गिरना शुरू हो जाता है। लेकिन डर नहीं। कोट में तापमान संवेदक आपको लगता है कि ठंडा हो रहा है, कपड़े में एम्बेडेड हीटिंग तत्वों को सक्रिय कर रहा है। पूरी तरह से टोस्ट, आप अपनी बढ़ोतरी जारी रखते हैं।
एक स्मार्ट विचार की तरह लगता है, है ना? यह वास्तविकता क्यों नहीं है? एक शब्द में, बैटरी। बैटरी तकनीक पहनने योग्य तकनीक के रूप में जल्दी से उन्नत नहीं हुई है, जिसका अर्थ है पहनने योग्य-स्मार्टवाच, फिटनेस ट्रैकर, कपड़े-एम्बेडेड चिकित्सा सेंसर-या तो लगातार बैटरियों से सुसज्जित होना चाहिए या लगातार अंतराल पर चार्ज करने के लिए प्लग किया जाना चाहिए।
अब, यूके में शोधकर्ताओं ने एक नया विकास किया है जो एक समाधान को जन्म दे सकता है: एक लचीला, बैटरी जैसा डिवाइस जो ग्रेफीन से बना है जो लगभग किसी भी चीज़ पर सीधे मुद्रित किया जा सकता है।
"आप वस्त्रों की तरह एक लचीले सब्सट्रेट पर बैटरी प्रिंट कर सकते हैं, " मोहम्मद नज़्मुल करीम, मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में नेशनल ग्राफीन इंस्टीट्यूट के एक साथी कहते हैं। "और इसे बहुत तेजी से चार्ज किया जा सकता है।"
हाल ही में जर्नल 2D सामग्री में वर्णित उपकरणों में तकनीकी रूप से बैटरी नहीं बल्कि सुपरकैपेसिटर हैं, जो स्थैतिक आवेश द्वारा अपनी सतहों पर ऊर्जा का भंडारण करते हैं। उन्हें बैटरी की तुलना में बहुत तेज़ी से चार्ज किया जा सकता है - मिनटों या घंटों के बजाय सेकंड में, और समय के साथ और लाखों चार्ज के बाद भी अपनी ऊर्जा भंडारण क्षमताओं को नहीं खोते हैं।
करीम और उनकी टीम द्वारा विकसित सुपरकैपेसिटर ग्रेफीन, कार्बन के दो-आयामी जाली से केवल एक परमाणु मोटी से बने होते हैं। शोधकर्ताओं ने सूती कपड़े पर ग्राफीन-ऑक्साइड स्याही के लचीले सुपरकैपेसिटर को प्रिंट करने के लिए एक बुनियादी स्क्रीन प्रिंटिंग तकनीक का इस्तेमाल किया। सुपरकैपेसिटर की चार्जिंग क्षमताओं को नष्ट किए बिना कपड़े को धोया जा सकता है, बढ़ाया जा सकता है और धोया जा सकता है।
करीम कहते हैं, "अगर आपके पास कपड़े का एक टुकड़ा है और आप उस कपड़े पर ग्रेफीन लगाते हैं, तो यह न केवल प्रवाहकीय होता है, बल्कि यह इसे मजबूत भी बनाता है।"
ग्राफीन को बिना तोड़े उसके मूल आकार से 20 प्रतिशत तक बड़ा किया जा सकता है। यह उन कारणों में से एक है, जो इसे पहनने के लिए बहुत आशाजनक माना जाता है, जिसे शरीर के साथ स्थानांतरित करने की आवश्यकता है।
टीम का प्रारंभिक लक्ष्य मेडिकल सेंसर के लिए ग्राफीन सुपरकैपेसिटर का उपयोग करना है: नींद और अन्य मस्तिष्क गतिविधियों पर नजर रखने के लिए पहनने योग्य हृदय मॉनिटर, तापमान सेंसर और ईईजी सेंसर। करीम का अनुमान है कि ऐसा दो या तीन साल में हो सकता है। अन्य उपयोग-कपड़े आपके सेल फोन, पहनने योग्य कंप्यूटरों को चार्ज करते हैं, यहां तक कि तापमान-स्थिर करने वाले जैकेट को भी मैंने वर्णित किया है - जो सड़क से काफी नीचे होगा।
पहनने योग्य तकनीक- स्मार्टवॉच से लेकर फिटनेस ट्रैकर से लेकर पहनने योग्य कैमरा सेंसर से लेकर कपड़े पहने मेडिकल सेंसर तक सब कुछ बड़ा व्यवसाय है। सीसीएस इनसाइट द्वारा हाल ही में किए गए विश्लेषण से पता चलता है कि उद्योग 2020 तक कुछ $ 34 बिलियन का हो जाएगा। दिन के बीच में चार्ज करने के लिए कोई भी अपने रिस्टबैंड को उतारना नहीं चाहता है। इसलिए बेहतर बैटरी और वैकल्पिक चार्जिंग समाधान की खोज वर्षों से चल रही है। कई कंपनियों ने वायरलेस चार्जिंग पर भविष्य की लहर के रूप में बुनाई की है - आप बस अपनी रसोई में चल सकते हैं, और अपने डिवाइस को रात को खाना बनाते समय दीवार पर वायरलेस चार्जर द्वारा चार्ज किया जा सकता है, बिना इसे बंद किए। लेकिन तकनीक अभी भी बहुत विकास के अधीन है, और उपभोक्ताओं को बाजार पर अब तक अपेक्षाकृत धीमी और महंगी वायरलेस चार्जर्स को गर्म करने के लिए धीमा कर दिया गया है।
करीम ने चेतावनी दी कि ग्राफीन कोई चांदी की गोली नहीं है।
"कहते हैं, ग्राफीन के आसपास बहुत प्रचार है, और हमें सावधान रहने की जरूरत है, " वे कहते हैं।
एक बड़ी चुनौती उच्च गुणवत्ता वाले ग्राफीन की बड़ी मात्रा बना रही है। यह कम गुणवत्ता वाले ग्राफीन बनाने के लिए सस्ता और आसान है, जो कुछ अनुप्रयोगों के लिए ठीक है। लेकिन ग्रेफीन की सबसे अच्छी गुणवत्ता का उत्पादन करने के लिए अभी भी महंगा और श्रमसाध्य है, एक समस्या शोधकर्ताओं पर काम कर रही है।
करीम कहते हैं, '' स्केलेबल मात्रा में ग्रेफीन की उच्च गुणवत्ता को बनाए रखना बहुत बड़ी चुनौती है।
ग्राफीन के लिए एक और दोष यह है कि यह बिजली के साथ-साथ धातुओं का संचालन नहीं करता है। इसलिए जबकि ग्राफीन-आधारित सुपरकैपेसिटर मजबूत और लचीले होते हैं, साथ ही अपेक्षाकृत पर्यावरण के अनुकूल, चांदी या तांबे के सुपरकैपेसिटर अधिक प्रवाहकीय होते हैं। उपयोग के आधार पर, एक या दूसरा बेहतर हो सकता है।
इसलिए इस स्पेस को देखें। एक या दो दशक में, हम नई, ग्राफीन सुपरकैपेसिटर से चलने वाली सर्दियों की जैकेट का वर्णन कर सकते हैं, जो हिमालय की आपकी अगली यात्रा के लिए एकदम सही है।
