Наука вплотную приблизилась к созданию новых источников энергии, которые недавно казались чем-то из области фантастики. Они разрабатывают одежду, способную генерировать электричество при ходьбе.
Трибоэлектрические наногенераторы (TENG) преобразуют механические колебания в электричество, а это открывает перспективы для создания новых носимых устройств. Ученые уже предложили использовать так называемую технику киригами для создания гибких материалов, а также разработали «умный текстиль».
Одежда из TENG может подзаряжать гаджеты, а это легкий и безопасный альтернативный источник энергии.
Физик Чжунлинь Ван из Технологического института Джорджии был первым, кто занялся пьезоэлектрическим эффектом, используя стержни из оксида цинка. Затем он переключился на изучение трибоэлектрического эффекта, который проявляется при механическом воздействии на наноматериалы.
Большую часть экспериментов проводят на наноуровне, используя монослой графена и другие материалы. Два диэлектрика трутся друг о друге, что приводит к возникновению тока смещения. Одно из главных преимуществ TENG — высокое напряжение при низком токе. Это позволяет создавать устройства мощностью до 100 ватт на квадратный метр.
В медицине TENG могут использовать при разработке биосовместимых устройств и датчиков, измеряющих параметры здоровья человека. Они также могут использоваться для лечения ожирения, например, воздействовать на нервы в районе желудка, чтобы вызывать чувство сытости.
Трибоэлектрические наногенераторы работают за счет механического движения — ветра, дождя или движения человека — и не требуют использования ископаемого топлива, а это делает их экологически чистыми источниками энергии. В Китае уже появились первые прототипы таких устройств. Речь идет о морских буях, которые генерируют электричество, двигаясь по волнам.
Еще одна область применения TENG — солнечная энергетика. Проведенные исследования показали: если поскрести полупроводник со слоем диэлектрика иглой, можно создать заряд.
Российские ученые тоже занимаются такими исследованиями. Они экспериментировали с использованием кремниевого полупроводника и фосфида индия, чтобы сгенерировать ток. Однако у них возникли проблемы с измерениями из-за воздействия лазерного освещения, но специалисты уже научились их обходить, пишет РИА Новости.
Предположительно, гибридные устройства, сочетающие в себе фотоэлемент и трибоэлектрический генератор, могут быть эффективными в производстве электричества. Однако нужно проводить новые исследования, чтобы определить долговечность и эффективность таких устройств.
Фото: freepik.com
ГОР