Исследовательская группа из Харбинского политехнического института в Китае разработала растягивающийся влажностно-электрический генератор, способный вырабатывать электроэнергию даже при многократных сгибаниях, растяжениях и скручиваниях. Гидрогелевые генераторы, преобразующие влажность окружающей среды в электричество, давно привлекают внимание ученых благодаря своей мягкости и гибкости. Об этом сообщает Ixbt.com сообщает .
Такие устройства рассматриваются как перспективный источник питания для умной одежды, медицинских имплантатов и различных датчиков здоровья. Однако существующие решения сталкивались с серьезной проблемой — слабой адгезией между гидрогелем и электродами. При деформации материалы начинали отслаиваться друг от друга, что увеличивало внутреннее сопротивление и ухудшало работу устройства.
Китайские инженеры решили эту проблему, изменив состав гидрогеля. Они добавили водно-глицериновый растворитель и соединили материал с жидким металлом и эластичными серебряными электродами. Добавление глицерина способствовало образованию большего количества водородных связей внутри гидрогеля и на границе с электродами. Это улучшило межслойную адгезию и облегчило прохождение ионов даже при сильных механических деформациях.
Прототип новой конструкции продемонстрировал напряжение выше 0,94 В и плотность тока 141 мкА/см². Устройство сохранило работоспособность после 1040 циклов растяжения, а при сгибании на 180 градусов 8000 раз его характеристики практически не изменились. Глицерин также повысил устойчивость материала к высыханию и замерзанию, обеспечив стабильную работу в различных климатических условиях.
По мнению исследователей, эта технология может стать важным источником энергии для носимой электроники и медицинских датчиков. В частности, в системах контроля дыхания устройство сможет получать энергию непосредственно из влажности выдыхаемого воздуха. Также ожидается, что этот метод будет использован при создании долговечной мягкой робототехники и гибких электронных систем.