Wenn Sie den letzten Super Bowl gesehen haben, wissen Sie, wie wichtig die Entscheidung eines Schiedsrichters für das Ergebnis eines Spiels ist. Wiederholungen in Zeitlupe und genau hinschauende Augen helfen, aber eine neue Sensortechnologie könnte eines Tages als noch zuverlässigeres Werkzeug für Beamte dienen. Forscher melden sich ACS Angewandte Nanomaterialien haben einen Hybrid-Nanogenerator-Sensor mit eigener Stromversorgung entwickelt, der dazu beitragen könnte, genauere Anrufe zu tätigen und Boxern und Cricketspielern ein effizienteres Training zu ermöglichen.
Da Sensoren immer einfacher und allgegenwärtiger werden, haben sich ihre Anwendungen auf die Welt des Sports ausgeweitet, wo sie Schiedsrichtern, Trainern und Spielern detaillierte Analysen bieten können. Aber diese Sensoren müssen klein, autark und relativ billig sein, um machbar zu sein. Zwei dafür gut geeignete Technologien sind triboelektrische Nanogeneratoren (TENGs) und piezoelektrische Nanogeneratoren (PENGs). Beide funktionieren, indem sie mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln, wenn auch auf unterschiedliche Weise. Wenn sie zu einem hybriden Nanogenerator kombiniert werden, können ihre individuellen Mängel gemildert werden, aber diese Geräte haben bisher nicht viele praktische Anwendungen gefunden. Also wollten Nishat Kumar Das, Om Priya Nanda und Sushmee Badhulika vom Indian Institute of Technology einen Sensor entwickeln, der von einem Hybrid-Nanogenerator angetrieben wird, der zur Überwachung der realen Leistung beim Boxen und Cricket verwendet werden kann.
Zur Herstellung ihres Sensors stellten die Forscher Nanofasern aus Lithium-modifiziertem Zink-Titan-Oxid her. Diese wurden mit Kupfer, einer speziellen Art von Klebeband und anderen Filmen mit bestimmten Eigenschaften beschichtet, um entweder ein TENG oder ein PENG herzustellen. Der PENG wurde an einem Cricketschläger und den Stümpfen eines Wickets montiert – ähnlich wie die Basen im amerikanischen Baseball. Wenn der Ball die Sensoren berührte, erzeugte er eine Spannung, die verwendet werden konnte, um einen Anruf zu bestimmen. Wenn es während des Trainings verwendet wird, liefert es Daten, die der Genauigkeit und Kraft des Schwungs entsprechen, mit einer Reaktionszeit von etwa 0,02 Sekunden. Dann kombinierten sie diesen PENG mit einem TENG, um einen hybriden Nanogenerator herzustellen, von dem vier an verschiedenen Teilen eines Boxsacks montiert wurden. Die Geräte unterschieden zwischen den sechs verschiedenen Arten von Schlägen, die beim Boxen verwendet werden, sowie deren Geschwindigkeit und geben einem Spieler und seinem Trainer Informationen über ihren Stil. Die Forscher sagen, dass diese Arbeit einen Weg für die Erforschung anderer Anwendungen für Nanogeneratoren im Sport ebnen könnte.
Die Autoren würdigen die Finanzierung durch die Defense Research Development Organization (DRDO).