Нова мембрана може да надгради преносими генератори на енергия
Учените са създали нова мембрана или трибоелектрична тъкан, способна да генерира енергия от движението на тялото. Същевременно с това, тя поддържа гъвкавостта и дишането на модерното облекло. Доскоро технологията можеше да захранва само LED светлини и калкулатори. Иновативният текстил представлява значителна стъпка към бъдещето на преносимите устройства.
Технологията, залегнала в основата на новата тъкан, се нарича трибоелектрични наногенератори (TENG). Ключовият напредък в освобождаването включва преодоляване на често срещани препятствия. Сред тях са изправни преносими устройства за зареждане, значителен дискомфорт, липса на циркулация на въздух и твърдост.
В отговор на това, екип учени от Китай и Япония успешно разработи нов многослоен TENG, използвайки уникалните свойства на електропроводните влакна. В тъканта са вмъкнати нанопроводници и слой за съхранение на заряд от полистирол, за да устоят на разсейването на мощността. Това предлага както по-висока електрическа производителност, така и подобрена износоустойчивост.
Как работи?
Трибоелектричният ефект е ключов за зареждане при движение на тялото. Това се случва, когато два различни материала се отдалечат един от друг след осъществяване на контакт. Трибоелектричните наногенератори използват този ефект, за да трансформират механичното движение в използваема електрическа енергия.
Компактността на TENG позволява да се използва при преносими устройства, които могат да впрегнат движението на тялото към захранването на електрониката. Акцентът тук се поставя върху свойствата на тъканта, комфорта на материала, както и капацитета за носене на заряд от наногенераторите.
Без опасност
Обикновено трибоелектричните материали избрани за наногенератор, са напълно безопасни за носене от хората. Изследователите ги наричат биосъвместими. Електропроводните влакна имат голям потенциал в приложения за носене, тъй като са здрави, не тежат много и притежават полезни електрически свойства. Изследователите се опитват да подобрят това чрез такива тъкани, които могат да подобрят електростатичния потенциал и способностите за улавяне на заряд на материала.
Технология за носене
Търсейки начини да постигнат всичко изброено, изследователите разработиха изцяло влакнест композитен слой TENG (AF-TENG), който лесно се интегрира с конвенционална тъкан. В AF-TENG присъстват два слоя електропроводни влакна. Единият е вид найлон, а другият се нарича поливинилиден флуорид (PVDF). Тези два слоя са покрити със сребърни нанопроводници, които са допълнително подобрени с електропроводен полистирол. Той е поставен между трибоелектричната мембрана и сребърните нанопроводници.
Докато носите новата сложна мембрана, механичното движение на тялото при ходене или бягане принуждава трибоелектричните слоеве да получат заряд. По този начин механичната енергия се преобразува в електрическа, която може да се използва за захранване на електронни устройства.
За повечето трибоелектрични устройства материалът губи заряд, намалявайки производителността на наногенератора. Чрез добавяне на полистиролова мембрана, учените са дали на устройството капацитет да събира и улавя този заряд.
Подвижно зарядно
В проучването изследователите са използвали AF-TENG за захранване на 136 светодиода от търговски клас (всеки 0,06 вата), за да докажат жизнеспособността на наногенератора. Устройството демонстрира голям потенциал за събиране на статичното електричество от дрехите, които носим. Тази нова мембрана представлява съществена стъпка към бъдещите приложения за носене, които в крайна сметка биха могли да захранват нещо много по-сложно. Защо не и Apple Watch.
