Дыхание дает энергию: Новый поворот сюжета
Разработка ученых может быть использована для сбора энергии, вырабатываемой в ходе естественных движений тела, таких как дыхание или ходьба. Впоследствии полученная энергия может быть использована для зарядки мобильников или кардиостимуляторов. Материал, созданный из нанолент, вставленных в полоски кремнекаучука, генерирует электричество, будучи согнутым, и это высокоэффективный способ превращения механической энергии в электрическую.
Разработчики говорят, что обувь, сделанная из этого материала, может собрать энергию колебаний, возникающих в процессе ходьбы или бега и обеспечить собранной энергией мобильные устройства. А будучи размещенными в районе легких, полоски нового материала могут использовать дыхательные движения, совершаемые грудной клеткой, чтобы подзарядить кардиостимулятор. Это могло бы свести на нет необходимость в хирургической замене батареек, питающих данные устройства.
Плюс, так как силикон является биосовместимым материалом, уже используемым в косметических имплантатах и медицинских устройствах, «новые энергособирающие устройства могут быть имплантированы в тело, чтобы постоянно обеспечивать энергией медицинские приборы, и тело не будет отторгать их», — сказал Майкл Мак-Альпайн, профессор машиностроения и авиакосмической промышленности из Принстона, возглавивший проект по разработке нового материала.
Чтобы создать материал, ученые сначала разработали наноленты из цирконата-титаната свинца, такие узкие, что 100 таких полосок, положенные вплотную, будут шириной в 1 миллиметр. Цирконат-титанат свинца — пьезоэлектрический материал; это означает, что он способен создавать электрическое напряжение, если на него оказывается давление. Из всех пьезоэлектриков цирконат-титанат свинца — самый эффективный, он способен конвертировать в электричество 80% полученной механической энергии.
«Это в 100 раз более эффективный материал, чем кварц, который также является пьезоэлетриком», — сказал Мак-Альпайн. «Вы производите не так много энергии в процессе ходьбы или дыхания, так что ее нужно аккумулировать настолько эффективно, насколько это возможно».
Затем команда ученых вмонтировала получившиеся ленты в полоски кремнекаучука и назвала получившиеся штучки «кремнекаучуковыми чипами». Ученые из Принстона были первыми, кому удалось успешно объединить кремнекаучук и наноленты из цирконата-титаната свинца.
Полученный материал не только генерирует электричество, если его согнуть, верно и обратное: он сгибается, будучи подключенным к источнику тока. «Это открывает путь к новым применениям материала, например, к использованию его в микрохирургии, сказал Мак-Альпайн.
Источник gizmag.com