บทความโดย รศ. ดร.วิยะดา หาญชนะ และคณะ
จากผลงานวิจัยของคณาจารย์และนักศึกษาระดับ ป.โท สาขาฟิสิกส์ ม.ขอนแก่น ได้ศึกษาและพัฒนาซีเมนต์เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแบบทริโบอิเล็กทริก ซึ่งสามารถต่อยอดเป็นนวัตกรรมต่าง ๆ อย่างหลากหลายและน่าสนใจ
งานวิจัยนี้ได้ทำการประดิษฐ์แหล่งกำเนิดไฟฟ้าแบบทริโบอิเล็กทริกจากวัสดุซีเมนต์เป็นวัสดุพื้นฐานที่ใช้ในงานก่อสร้าง ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของพื้นและผนังในอาคาร ทางเดิน หรือกำแพง ซึ่งเป็นบริเวณที่สัมผัสกับพลังงานเชิงกล เช่น การเดินของมนุษย์หรือการเคลื่อนที่ของวัตถุต่าง ๆ เป็นต้น งานวิจัยนี้ได้ทำการพัฒนาวัสดุซีเมนต์ให้สามารถเปลี่ยนพลังงานเชิงกลเหล่านี้ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าด้วยกลไกอิเล็กทริฟิเคชันจากการสัมผัสและการเหนี่ยวนำประจุไฟฟ้าสถิต ที่สามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวที่มีความไวสูงได้อีกด้วย โดยทำการปรับปรุงวัสดุซีเมนต์ด้วยการใช้อนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์ ซึ่งพบว่าวัสดุคอมโพสิตซีเมนต์-อนุภาคไททาเนียมไดออกไซด์ สามารถเพิ่มผลลัพธ์ทางไฟฟ้าให้สูงขึ้นได้ถึงสามเท่า นอกจากนี้ยังสามารถ้พิ่มสมบัติทนต่อแรงกดของวัสดุซีเมนต์ได้อีกด้วย ผลจากงานวิจัยนี้แสดงให้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการพัฒนาวัสดุสำหรับอาคารอัจฉริยะที่สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานเชิงกลจากการเดินของมนุษย์และสามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวสำหรับระบบรักษาความปลอดภัยได้อีกด้วย
งานวิจัยนี้ได้เสนอการนำเอาวัสดุซีเมนต์มาใช้ประดิษฐ์แหล่งกำเนิดไฟฟ้าแบบทริโบอิเล็กทริกเพื่อเก็บเกี่ยวพลังงานเชิงกลให้เป็นพลังงานไฟฟ้าเป็นครั้งแรก วัสดุซีเมนต์เป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงทนทานและใช้ในการก่อสร้างสิ่งปลูกสร้างต่าง ๆ ซึ่งสัมผัสกับพลังงานงานเชิงกลในหลากลายรูปแบบจึงเหมาะแก่การพัฒนาเป็นอุปกรณ์เก็บเกี่ยวพลังงานในระดับใหญ่เพื่อเพิ่มกำลังการผลิตพลังงานไฟฟ้า โดยได้เสนอวิธีการในการเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแบบทริโบอิเล็กทริกด้วยการสังเคราะห์วัสดุนาโนคอมโพสิตซีเมนต์-อนุภาคนาโนไททาเนียมไดออกไซด์ ซึ่งสามารถเพิ่มผลลัพธ์ทางไฟฟ้าได้สูงกว่าวัสดุซีเมนต์ธรรมดาถึง 3 เท่า นอกจากนี้งานวิจัยยังได้แสดงการประยุกต์ใช้งานของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแบบทริโบอิเล็กทริกจากวัสดุซีเมนต์ที่ประดิษฐ์ขึ้นนี้ในการเป็นแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าแก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกพกพาพลังงานและใช้เป็นเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวที่มีความไวสูงได้
