Трение заставят работать на поддержание заряда мобильных устройств

В Технологическом институте Джорджии (США) создано устройство, которое использует принцип статического электричества для конвертации движения в энергию, достаточную для зарядки батареи сотового телефона. Эта демонстрация стала первой, доказав, что такого сорта материалы обладают достаточной энергией для поддержания жизни персональной электроники. Итак, теоретически (по аналогии с гибридными авто), любой избыток энергии, производимой вашим телом, когда вы идёте, нервничаете и даже дышите, может быть перехвачен и направлен, например, на медицинский имплантат и иную электронику.

Однако собирать энергию столь малых движений — очень трудная задача, и учёные из Джорджии бились над ней несколько лет, концентрируя своё первоначальное внимание на пьезоэлектрических материалах, генерирующих разность потенциалов под действием внешнего стресса. Надо сказать, что пьезоэлектрические наногенераторы не могли похвастаться впечатляющим выходом электроэнергии. Но впоследствии изобретателям удалось усилить обычный пьезоэлектрический эффект, структурировав используемые материалы на наноуровне.

Теперь же они предлагают иной, более перспективный, по их мнению, путь, заключающийся в применении трения и статического электричества. В работе, результаты которой опубликованы в журнале Nano Letters, учёные показали, что статический заряд, известный как трибоэлектрический эффект, может быть собран для последующей генерации энергии, используя некоторые типы пластиков, металл и полиэтилентерефталат. Когда тонкие плёнки из таких веществ начинают контактировать друг с другом, они неизбежно заряжаются.

Затем, когда обе плёнки изгибаются, между ними протекает ток, который может быть использован для питания батареи мобильного устройства. Когда же поверхности обоих «контактёров» украшены наноразмерными структурами, они обретают значительную площадь, а значит, и более высокий коэффициент трения. И всё это ведёт к более внушительному напряжению, производимому названными нехитрыми устройствами.

От слов перейдём к некоторым цифрам. Предлагаемые нашему вниманию наногенераторы способны конвертировать около 10–15% механической энергии движения в электричество, а более тонкие материалы, по мнению их творцов, позволят достичь 40%. Трибоэлектрический наноматериал размером с ноготь способен произвести 8 милливатт электроэнергии при сгибании, чего вполне достаточно для работы кардиостимулятора.

А кусочек плёнки размером 5×5 сантиметров сможет зажечь до 600 светодиодов одновременно или зарядить литий-ионную батарею вашего мобильного. Подготовлено по материалам Technology Review.

Пример наногенератора, использованного в исследовании для получения электрического тока от трения (иллюстрация ACS).

science.compulenta.ru

Хочешь узнать больше - читай отзывы