Окружающая среда полна невостребованной энергии - от вибрации движущегося транспорта до шума больших городов. Недавние исследования открывают новую страницу в области сбора этой энергии благодаря разработке универсальных метаповерхностей, которые можно с легкостью переконфигурировать, словно кубики конструктора LEGO.
Забудьте о привычных солнечных панелях и ветряках, настало время гибких метаповерхностей, дающих вторую жизнь энергии, что ранее бесследно терялась. Изысканная технология, опубликованная в журнале Advanced Science, представляет собой многофункциональную метаповерхность, приспособленную к растяжению, элементы которой можно соединять для простоты использования в реальных условиях.
Метаматериалы, искусственные структуры, манипулирующие волновой энергией, теперь можно более эффективно использовать для сбора эластичных волн в пьезоэлектрических компонентах, повышая эффективность выработки электричества. Применение теории балок Тимошенко-Эренфеста позволило преодолеть ранее существовавшие ограничения на размер подобных элементов и частоту вибраций, что делает реализацию такой технологии не привязанной строго к одной частоте.
Инновационный подход исследователей из Южнокорейских университетов POSTECH и SKKU дал учёным возможность моделировать и контролировать эластичные метаповерхности, управляющие фазовой модуляцией эластичных волн. Появился так называемый TREM – переконфигурируемая эластичная метаповерхность, основанная на теории изгиба балок Тимошенко-Эренфеста, способен к модификации и настройке на различные волновые явления.
Значимостью этого прорыва стало демонстрируемое улучшение эффективности сбора энергии эластичными волнами, что увеличило электрическую мощность пьезоэлектрических компонентов в восемь раз, делая его перспективным для систем пьезоэлектрического энергосбора.
Профессор Чжунсук Ро из POSTECH с энтузиазмом подчеркнул значимость этой разработки не только для энергосбора, но и для мониторинга состояния конструкций, беспроводных сенсоров и Интернета вещей. И действительно, эти универсальные метаповерхности прорываются в различные сферы науки и технологий, обещая мир, где каждый шорох и движение богато энергетическими возможностями. И кто знает, может быть, скоро мы сможем заряжать свои гаджеты, просто идя по улицам, захватывая волну... энергетическую, разумеется.
Источник:
DOI: 10.1002/advs.202400090
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
