Sạc pin điện thoại bằng giọng nói

Một cuộc trò chuyện thông thường vốn chỉ truyền tải thông tin, nhưng trong phòng thí nghiệm, âm thanh từ những lời nói còn được thử nghiệm như một nguồn năng lượng mới cho điện thoại. Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ cao Samsung ở Hàn Quốc đã chế tạo thành công một loại siêu vật liệu có khả năng biến sóng âm thanh thành dòng điện. Thành quả này mở ra hướng nghiên cứu đáng chú ý, dù công nghệ hiện vẫn ở giai đoạn thử nghiệm và chưa thể thay thế bộ sạc quen thuộc. Nhóm nghiên cứu tập trung khai thác một dạng năng lượng luôn hiện diện quanh con người, đó là dao động do âm thanh tạo ra trong không khí. Họ sử dụng kẽm oxit, thành phần chính thường có trong kem bôi da calamine, để chế tạo một lớp gồm những dây có kích thước nano. Lớp vật liệu này được kẹp giữa hai điện cực, tạo thành cấu trúc có thể tiếp nhận rung động âm thanh rồi chuyển chúng thành tín hiệu điện. Trong thí nghiệm, các nhà khoa học đặt siêu vật liệu mới vào môi trường có sóng âm thanh đạt mức 100 dB, cao hơn đáng kể so với cuộc nói chuyện thông thường. Âm lượng của một cuộc trò chuyện bình thường thường vào khoảng 60 đến 70 dB, vì vậy điều kiện thử nghiệm chưa phản ánh hoàn toàn môi trường giao tiếp hằng ngày. Dù vậy, kết quả cho thấy cấu trúc dây nano bằng kẽm oxit đã tạo ra một dòng điện nhỏ, đạt khoảng 50 mV. Con số 50 mV cho thấy âm thanh thực sự có thể được khai thác để tạo điện, nhưng sản lượng hiện tại vẫn còn rất hạn chế đối với các thiết bị di động. Một chiếc điện thoại thông thường cần khoảng vài V để hoạt động, tức mức điện áp cần thiết cao hơn vài lần so với công nghệ đang được thử nghiệm. Vì thế, người dùng chưa thể chỉ nói chuyện cạnh điện thoại rồi kỳ vọng thiết bị lập tức nhận đủ năng lượng để vận hành. Tiến sĩ Young Jun Park thuộc Viện Công nghệ cao Samsung giải thích rằng khi con người nói chuyện qua điện thoại, tín hiệu điện được chuyển thành tín hiệu âm thanh trong quá trình truyền tải. Theo ông, quá trình ngược lại, tức biến âm thanh thành nguồn điện, hoàn toàn có thể thực hiện bằng cấu trúc vật liệu phù hợp. Cách giải thích này cho thấy công nghệ mới dựa trên nguyên lý chuyển đổi năng lượng quen thuộc, chỉ khác ở việc tận dụng những dao động âm thanh vốn thường bị bỏ phí. Dòng điện 50 mV trong thí nghiệm chưa đủ lớn để đáp ứng nhu cầu năng lượng của điện thoại, nhưng các nhà khoa học không xem đây là giới hạn cuối cùng. Họ hy vọng những nghiên cứu tiếp theo sẽ cải thiện cấu trúc siêu vật liệu, từ đó tạo ra nguồn năng lượng lớn hơn trong những điều kiện âm thanh phù hợp. Nếu hiệu suất được nâng lên, tiếng nói, tiếng máy móc hoặc tiếng phương tiện có thể trở thành nguồn bổ sung điện năng trong một số thiết bị. Một hướng ứng dụng được nghiên cứu gợi ra là loại pin có thể tạo điện từ các cuộc hội thoại, phục vụ những thiết bị di động trong tương lai. Ý tưởng này vẫn cần thêm nhiều bước phát triển, bởi hệ thống phải tạo đủ điện áp, duy trì ổn định và hoạt động an toàn trước khi có thể đưa vào sản phẩm thực tế. Công nghệ cũng có thể được dùng cho những bức tượng cách âm đặt dọc đường cao tốc, giúp sản xuất điện từ âm thanh do phương tiện cơ giới tạo ra. Tiếng xe cộ trong thành phố vào giờ cao điểm cũng có thể được tận dụng như một nguồn dao động liên tục, thay vì chỉ bị xem là ô nhiễm tiếng ồn. Những khả năng này khiến nghiên cứu trở nên hấp dẫn, vì nó hướng tới việc thu hồi năng lượng từ môi trường mà con người thường xuyên sống cùng. Nghiên cứu của Viện Công nghệ cao Samsung đã được đăng trên tạp chí Advanced Materials, ghi dấu một bước thử nghiệm đáng chú ý trong lĩnh vực chuyển đổi âm thanh thành điện năng.