Носимые устройства запитают от движений тела

Китайские и американские ученые разработали гибкое устройство, позволяющее получать электричество от движений человека. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.

В основу разработки сотрудников Пекинского научно-технологического университета, Технологического института Джорджии, Университета Цинхуа и Китайской академии наук легли трибоэлектрические наногенераторы (ТЭНГ), производящие электричество из механической работы за счет трения. Разработанные ранее подобные устройства имели жесткую конструкцию и не могли использовать для работы естественные движения тела.

Ученые преодолели эту проблему, изготовив ТЭНГ, в которых роль электрода выполняет проводящая жидкость (раствор поваренной соли), заключенная в эластичный полимер. Для увеличения плотности трибоэлектрического заряда и эффективной площади внутренняя поверхность полимера покрыта выступами диаметром около 50 нанометров.

Такой генератор может эффективно работать при растяжении до 300 процентов, а высокая эластичность позволяет придать ему практически любую форму. В ходе экспериментов разработчики использовали закрепленный на подошве ТЭНГ для мониторинга ходьбы и генератор на запястье — для питания панели из более чем 80 светодиодов. Масштабируемость технологии позволяет также применять ее для сбора энергии с больших поверхностей, что ученые подтвердили, создав ТЭНГ размером 183×69×5 сантиметров. При похлопывании по поверхности он генерировал электричество для 170 светодиодов.

Разработчики рассчитывают, что их технология найдет применение во многих носимых устройствах. По мнению руководителя исследования Чжона Линя Вана (Zhong Lin Wang), ее можно будет использовать, к примеру, для питания датчиков в бионических протезах.

Олег Лищук