В Техасском университете в Далласе разработали ткань на основе нанотрубок, способную генерировать энергию из движений грудной клетки человека при дыхании. Она состоит из скрученных углеродных волокон и получила название «твистрон». Физический механизм ее работы на удивление прост.
Если сплести из нанотрубок подобие скрученного каната, то оно будет стремиться восстановить свою форму, когда внешнее скручивающее воздействие прекратится. Если теперь смочить его электролитом, то при любой деформации волокна это покрытие будет разделяться на области с положительным и отрицательным зарядом, между которыми начнет течь электрический ток.
Во время такой деформации-восстановления происходит преобразование малого объема механической энергии в электрическую. И если первую трудно при таком количестве использовать с толком, то электричество можно запасти в аккумуляторе. В качестве примера можно рассмотреть воздушный шар, к которому на 10-сантиметровой твистронной нити подвешен грузик. Распрямляясь под его весом, нить генерирует 1,79 микроватт на 1 миллиграмм своей массы – потенциально, эта бесплатная энергия может питать малую носимую электронику. Для сравнения, если увеличить масштаб системы до 1 килограмма ткани и заставить ее колебаться с частотой 30 вибраций в секунду, она будет вырабатывать 250 ватт электричества. Этого вполне достаточно, чтобы питать, к примеру, настольный компьютер.
На текущий момент технология создания твистронной ткани достаточно сложна и дорога. Однако ее потенциал собирать бесплатную энергию из любых движений может произвести революцию, например, в сфере Интернета вещей. Кусочки твистронной ткани могут собирать энергию океанских волн для питания буев связи, а одежда со вставками нановолокна может питать сенсоры или маленькие гаджеты.