Финны научили материал вырабатывать электричество из трех источников
Исследователи из Университета Оулу в Финляндии представили материал, способный вырабатывать электричество из трех источников: света, тепла и механической энергии. Это исследование стало продолжением предыдущей работы, опубликованной в феврале, но теперь ученые немного изменили состав и продемонстрировали образцы материала и его свойства. Работа опубликована в журнале Advanced Materials.
При движении человек выделяет большое количество энергии, проявляющейся в виде тепла и энергии движения тела. Существуют разработки, которые позволяют извлекать часть этой энергии и использовать ее для работы носимых устройств, таких как механические часы с автоподзаводом или современные умные часы и браслеты. Но такие генераторы электричества используют либо один источник энергии, либо комбинируют несколько материалов и конструкций.
Ученые из Университета Оулу решили создать один материал, который сможет вырабатывать электричество от различных источников, тем самым получая больше энергии и диверсифицируя ее. Они решили использовать перовскит состава (K0.5Na0.5)NbO3, легированный двумя процентами Ba(Ni0.5Nb0.5)O3−δ. Известны кристаллы со структурой перовскита, которые проявляют фотоэффект, обладают пироэлектрическими или пьезоэлектрическими свойствами. Но ученым впервые удалось объединить их в одном материале.
Ученые продемонстрировали свойства материала, присоединив к нему электроды, подключенные к измерителю тока. Материал подвергался всем трем типам воздействий поочередно: на него светила лампа, дул горячий воздух из промышленного фена, и ученый нажимал пальцем на образец. Во всех трех случаях в образце начинал протекать электрический ток. Необходимо отметить, что на данный момент материал способен показывать плотность тока не более нескольких наноампер на квадратный сантиметр, поэтому пока применения материала сильно ограничены.
В 2016 году американские ученые представили материал, способный вырабатывать электричество из прикосновений, и создали на его основе клавиатуру и дисплей, которым для работы хватает энергии прикосновений пальцев. А в 2017 году та же исследовательская группа обнаружила в материале обратный эффект — преобразование электрической энергии в механические колебания, и создала флаг с тонким динамиком внутри.
Григорий Копиев
В чем особенность исследований Blue Sky
Бывает, что ученые не представляют, каким будет конечный результат их работы и найдет ли она в обозримом будущем практическое применение. Высокорисковые исследования принято называть Blue Sky Science, или «наукой голубого неба». В 2022 году в России прошел первый конкурс «Blue Sky Research — Искусственный интеллект в науке», в котором участвовали исключительно такие проекты. А до 27 февраля 2023 года идет прием заявок на участие в конкурсе 2023 года, посвященном исследованиям на стыке искусственного интеллекта и АПК, пищевых технологий. Ко Дню российской науки, который отмечается в России 8 февраля, мы поговорили с молодыми учеными — финалистами первого конкурса. Рассказываем про их проекты, интересы и науку уровня Blue Sky.