- 新型帳篷利用風力及人體運動產生電力，適合災區應用。
- 帳篷內嵌智能纖維層，能收集風速和運動能量。
- 該設計避免對陽光的依賴，持續提供電力。
- 帳篷定位為輔助電源，適用於低功耗設備。
一款能夠從風力、腳步及其自身布料的擺動中產生電力的帳篷，或將很快為災難區域及非電網營地供電小型設備。研究人員基於一個世紀前的物理原理設計出這款產品，這一原理大多數人並不熟悉。該材料依賴於磁彈性，這一特性最早由物理學家艾米利奧·維拉里於 1865 年描述。當機械應力彎曲或拉伸某些材料時，這些材料在磁場中的磁通量密度會發生變化。這種變化可以轉換成可用的電流。
智能纖維層的能量收集
該設計在整個帳篷結構中嵌入了智能纖維層。風速、帳篷內部人員的移動或設置過程中布料的彎曲，均會進入同一能量收集系統，使得這個庇護所本身成為電力供應的一部分。帳篷的地板內嵌入了直接編織在布料中的磁彈性帶，而帳篷的屋頂則採用了多層結構，將導電纖維與磁彈性薄膜相結合，讓兩個表面在移動時均可貢獻總能量輸出。
在測試中，研究人員手動接觸了一小塊磁彈性纖維，並在 1.5 秒內將一個 0.22 微法拉的電容器充電至 5.8 伏特。這一輸出類似於在低功耗傳感器內部所見的小型定時或濾波電容器所產生的電荷。產生的電量遠不足以為智能手機充電。然而，這一示範表明，即使是一小片材料也能將日常運動轉換為可測量的電信號，這標誌著將該概念擴展至可穿戴或可居住設備的第一步。
設計考量與優勢
研究人員在設計這款帳篷時，考慮到了災難響應和非電網生活的需求。他們認為，現有的便攜式庇護所選擇在類似情況下存在不足。發電機需要燃料，電池增加了重量並需要維護，太陽能板在日落或雲層出現時會立即停止供電。磁彈性帳篷完全避免了對陽光的依賴。只要布料不斷彎曲，風力、操作及普通運動均可持續提供電力，無論是天氣還是時間。
該團隊謹慎地將這款帳篷定位為輔助電源，而非可靠電力的替代品。他們的目標使用案例包括如 LED 照明、手機充電或運行小型加熱器等低功耗電子產品，而非高耗電設備。在該概念能夠應用於營地或難民營之前，仍有多個未解的問題。研究人員需要測量全尺寸帳篷在實際天氣條件下所產生的電力，還需要確定材料在反覆折疊後的耐用性，以及確認其能否以可負擔的成本進行生產。
儘管存在這些未知數，原型指向了一個未來，簡單的庇護所不僅僅是用來防雨。一個能夠為手機充電或提供照明的帳篷，無需太陽能板或燃料，可能在最難以獲得可靠電力的地方發揮關鍵作用。這一想法首次於 7 月 31 日在《Matter》期刊上發表。
新型帳篷如何改變災區供電方式
這款新型自發電帳篷的設計，針對災區和偏遠地區的電力需求，提供了一種創新的解決方案。傳統的供電方式如燃料發電機和太陽能板在特定情況下存在局限，而這款帳篷能夠利用周圍環境的運動來持續產生電力，顯示出其潛在的應用價值。儘管目前仍需解決耐用性和生產成本等問題，但其概念的實現有望在未來改善人道救援和非電網生活的條件，為使用者提供更穩定的電力來源。