Công nghệ mới này dựa trên đặc tính mang tên “từ đàn hồi” cho phép vật liệu chuyển đổi các biến dạng cơ học thành tín hiệu điện. Hiện tượng này được nhà vật lý Emilio Villari mô tả lần đầu vào năm 1865, khi nhận thấy mật độ từ thông của vật liệu có thể thay đổi dưới tác động của ứng suất cơ học trong từ trường.

Trong một nghiên cứu công bố trên tạp chí Matter, các nhà khoa học đã đưa vật liệu từ đàn hồi vào một hệ thống lớp dệt thông minh để biến một chiếc lều thành bộ máy hấp thụ năng lượng.

Mỗi khi lớp vải lều bị uốn cong, kéo giãn hoặc co lại, trạng thái từ của nó thay đổi. Sự thay đổi này được chuyển thành điện năng qua hệ thống cảm ứng.

Sự thay đổi này sau đó được chuyển đổi thành điện năng thông qua cảm ứng. Sàn lều được tích hợp các dải từ đàn hồi, trong khi phần mái lều được thiết kế theo cấu trúc nhiều lớp với các sợi dẫn điện và màng từ đàn hồi.

Thiết kế của chiếc lều có thể “thu hoạch” nhiều nguồn chuyển động khác nhau, chẳng hạn từ tác động từ gió thổi làm rung và biến dạng vải, người bên trong di chuyển hoặc tác động lên lều, thậm chí quá trình dựng và tháo lều cũng có thể tạo ra năng lượng.

Trong thử nghiệm, chỉ với những cú vỗ nhẹ bằng tay lên một mẫu vật liệu dệt từ đàn hồi, các nhà nghiên cứu đã có thể sạc một tụ điện 0,22 microfarad lên 5,8 volt trong khoảng 1,5 giây. Lượng điện này chưa đủ để vận hành các thiết bị tiêu thụ nhiều năng lượng như điện thoại thông minh, nhưng cho thấy ngay cả những chuyển động rất nhỏ cũng có thể được chuyển đổi thành điện năng.

Các thiết bị từ đàn hồi trước đây đã được chứng minh có khả năng tạo điện từ chuyển động cơ thể, âm thanh và nhiều tác động cơ học khác. Điểm mới của nghiên cứu này là đưa nguyên lý này lên quy mô lớn hơn bằng cách tích hợp vật liệu vào các cấu trúc vải có kích thước đáng kể.

Theo các nhà nghiên cứu, công nghệ đặc biệt phù hợp với những nơi có nguồn điện hạn chế, không ổn định hoặc hoàn toàn không có điện lưới, chẳng hạn như các khu trú ẩn sau thiên tai, vùng hẻo lánh hoặc các khu cắm trại. Nguồn điện tạo ra có thể được sử dụng cho đèn LED, cảm biến, thiết bị điện tử công suất thấp hoặc hỗ trợ sạc các thiết bị nhỏ.

So với các hệ thống cung cấp điện truyền thống cho khu trú ẩn di động, thiết kế này có một số lợi thế. Máy phát điện cần nhiên liệu, pin làm tăng trọng lượng và chi phí bảo trì, còn pin mặt trời phụ thuộc vào điều kiện ánh sáng. Trong khi đó, lều từ đàn hồi có thể tiếp tục thu hoạch năng lượng từ gió và chuyển động ngay cả khi trời nhiều mây hoặc ban đêm, miễn là vật liệu tiếp tục biến dạng.

Tuy nhiên, các nhà khoa học nhấn mạnh đây chưa phải giải pháp thay thế hoàn toàn cho điện lưới hay các bộ pin dung lượng lớn. Công nghệ hiện mới chỉ hướng tới những thiết bị tiêu thụ ít điện năng và đóng vai trò như một nguồn năng lượng bổ sung.

Độ bền và khả năng ứng dụng thực tế của chiếc lều vẫn cần được đánh giá thêm. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ phải xác định lượng điện có thể tạo ra trong điều kiện ngoài trời, khả năng chịu đựng của vật liệu sau nhiều lần gấp mở và tiếp xúc với thời tiết, cũng như chi phí sản xuất khi mở rộng quy mô.

Dù mới còn ở giai đoạn thử nghiệm, phát mình này cho thấy một nơi trú ẩn bé nhỏ trong tương lai có thể làm được nhiều điều hơn là chỉ giữ cho còn người khỏi mưa gió.