Новий матеріал генерує електрику за рахунок руху і сонячної енергії

Пов'язка з нового матеріалу живить електронний годинник.

Тканини, що генерують електрику під час руху, - не новинка, вони існують вже кілька років. Тепер вчені з Технологічного інституту Джорджії (Georgia Institute of Technology), Чунцінського університету (кит. 重慶大學) і китайського Національного центру нанонауки і технології (кит. 国家纳米科学中心, англ. National Center for Nanoscience and Technology, NCNST) розробили матеріал, який отримує енергію і рахунки за трьома. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Energy.

Вчені сподіваються, що одного разу з цієї тканини можна буде шити одяг, що живить смартфони та інші пристрої. Професор Технологічного інституту Джорджії Чжун Лінь Ван (Zhong Lin Wang) і його колеги використовували звичайний комерційний ткацький верстат. На ньому вони сплели разом сонячні елементи, зроблені з легких полімерних волокон, і волоконні трибоелектричні наногенератори. Використовуючи трибоелектричний ефект і електростатичну індукцію, генератори виробляють електрику з механічних рухів, таких як кручення, ковзання і вібрація. Збір сонячної енергії забезпечують вплетені в матеріал фотоелектроди.

Дослідники вважають, що з нової тканини в комбінації з вовною можна шити намети, штори і штани. «Основа тканини зроблена з поширених полімерних матеріалів, вони недороги і нешкідливі для навколишнього середовища, - говорить Ван. - Виготовлення цих електродів - низьковитратний процес, а значить, можливо запустити масове виробництво».

Ганчірка розміром 4 на 5 см за рахунок сонячної енергії і руху за хвилину зарядила конденсатор ємністю в два мільйфаради до двох вольт. Під час експерименту вчені спорудили прапор зі шматочка матеріалу розміром зі стандартний аркуш паперу. Проїхавши на машині з опущеними вікнами - квітастий прапорець майорів на вітрі, - вони змогли отримати значну кількість електроенергії (проте конкретних цифр дослідники в прес-релізі не навели). «Це означає, що матеріал зможе працювати навіть у складних умовах», - резюмує Ван.

Ранні тести показали, що тканина витримує повторне використання, проте вченим ще належить перевірити її на міцність. Тепер вони мають намір розробити ізоляцію, яка захистить електричні компоненти від вологи. Структура нового матеріалу.

Трибоелектричний ефект - це процес перетікання електричного заряду з одного матеріалу на поверхню іншого при їх контакті один з одним. Він є одним з видів так званої «контактної електрифікації», коли одне тіло, що має заряд, електризує інше, передаючи йому це заряд.

Наприклад, бурштин або ебоніт може отримати електричний заряд при безпосередньому контакті (терті) з вовною. Подібні процеси відбуваються при взаємодії скла і шовку, гуми і хутра, целофану і полівінілхлориду.

Сила прояву цього ефекту залежить не тільки від складу самих матеріалів, але, в деякій мірі, і від впливу на них зовнішніх факторів: вологості середовища, навколишнього температури, шорсткості поверхонь дотичних речовин тощо.