Наше движение ‒ жизнь
не только для нас,
но и для наших устройств.
Как давно вы делали зарядку?
По некоторым данным утро подавляющего большинства россиян обходится без неё, а основные атрибуты начала дня состоят из кофе, соцсетей и конечно же зарядки гаджетов, ибо все прекрасно знают, что обычно люди остаются без связи в самый неподходящий момент.
Но у того меньшинства, которое с утра практикует физкультуру, кроме более крепкого здоровья вскоре может появиться ещё один козырь в виде экономии на электричестве.
Человеческий организм уже давно привлекает учёных как один из возобновляемых источников энергии. Помимо химической составляющей внутренних процессов, из которой не добыть ресурсы, не повредив тело (привет «Матртца»!), в его деятельности также много механики, которую можно безопасно использовать. Достаточно, например, вставить генератор в велотренажёр: не просто безвредное, а даже полезное решение, так ведь?
Однако на деле куда интереснее научиться собирать потенциалы чуть ли не с каждого нашего движения, но осуществить задуманное довольно не просто: мы двигаемся вопиюще нерегулярно, поэтому наиболее привлекательно для учёных выглядят разработки гибких, складных и даже растягивающихся устройств для сбора энергии.
Некоторое время назад учёные создали трибоэлектрические наногенераторы (TENG) ‒ метод сбора энергии, способный решить проблемы нерегулярности и низкой частоты испытываемых нагрузок. Он весьма эффективно справляется со сборами механической энергии из вибраций сегментов тротуара или беговой дорожки, звуковых волн, падения дождевых капель и так далее.
Тем не менее, в существующем виде TENG не могут нам помочь в достижении означенной цели: при всей их гибкости и растяжимости они попросту недостаточно эластичны. Сегодня эти качества достигается в основном за счёт свойств материалов, но команда китайских учёных из Лаборатории материалов на озере Суншань (Китайская академия наук) пошла по другому пути, оттолкнувшись от свойств формы, задаваемой устройству генерации тока.
Исследователи применили киригами ‒ родственное оригами искусство складывания фигурок из бумаги. В отличие от древней, новая традиция (датой рождения киригами считается 1980 год) базируется на резке бумаги для нужной конфигурации элементов. Таким образом, на основе метода надрезов на цельном листе бумаги, из неэластичных материалов получилось создать дышащий, пригодный для носки растягивающийся киригами-наногенератор ‒ K-TENG.
Оказалось, такая модификация может достигать предела прочности при растяжении до 220%. Причём эта характеристика растяжения больше не зависит от свойств самого материала изготовления. Когда человек размахивает руками, K-TENG может преобразовывать механическую энергию его движения в электрическую даже будучи закреплённым на одежде. При этом сумма вырабатываемой электроэнергии может напрямую приводить в действие 50 светодиодных ламп и цифровые часы или накапливаться в литиевой батарее для зарядки смарт-часов и смартфона соответственно.
Такое решение энергоснабжения in situ («на месте») для подобных целей имеет действительно большие перспективы.
«Они могут преобразовывать механическую энергию повседневной деятельности человеческого тела в электрическую энергию, чтобы продлить срок службы батарей электронных изделий и даже обеспечить автономное питание», ‒ пишут исследователи в статье по разработке, опубликованной в издании IOP Publishing.
Это нововведение на основе нановолокон с сильно растягивающимся рисунком способно изменить форму энергоснабжения носимых электронных изделий в будущем. Кроме того, данная технология будет способствовать совершенствованию носимой электроники, разработке её новых модификаций с учётом экологически чистых и удобных методов энергоснабжения.
А теперь интересно: станет ли это мотивацией для нас начинать утро с «вдох глубокий, руки шире…»?
По материалам АРМК.
