Энергетические резиновые пластинки, разработанные инженерами Принстонского университета, могут использовать естественные движения тела, такие как дыхание и ходьба, для зарядки кардиостимуляторов, сотовых телефонов и других электронных устройств.
Материал, состоящий из керамических нанолент, вставленных в листы из кремнийорганической (силиконовой) резины, генерирует электроэнергию при сгибании и весьма эффективно преобразовывает механическую энергию в электрическую. Обувь, изготовленная из этого материала, способна за один день усиленной ходьбы сгенерировать электроэнергию, достаточную для зарядки мобильных устройств. А помещенные в область грудной клетки человека пластинки материала будут использовать дыхательные движения для зарядки кардиостимуляторов, тем самым устраняя регулярную потребность в замене батарей для устройства с помощью хирургического вмешательства.
Документ по новому материалом под названием «Пьезоэлектрические ленты, напечатанные на резину для гибкого преобразования энергии», был опубликован 26 января в онлайновом журнале Американского химического сообщества Nano Letters. Исследование было профинансировано Разведывательным ведомством Соединенных Штатов, кооперативом федеральной разведки и Агентствами национальной безопасности.
Команда Принстонского университета – первая, у которой получилось успешно скомбинировать силикон и наноленты из циркониевого титаната свинца (PZT), керамического материала, обладающего пьезоэлектрическими свойствами, то есть он порождает электрическое напряжение при сжатии. Из всех пьезоэлектрических материалов PZT является наиболее эффективным, способным конвертировать до 80% механической энергии, применяемой к нему, в электрическую энергию.
Исследователи сначала изготовили PZT-наноленты – полосы, которые настолько узки, что на одном миллиметре их умещается до 100 штук. Далее исследователи вкладывали эти ленточки по отдельности в тонкие листы силиконовой резины, создавая так называемые «пьезо-резиновые чипы». Благодаря своей биосовместимости, силикон уже давно используется для косметических имплантантов и медицинского оборудования. «Новые устройства, собирающие электроэнергию, могут быть имплантированы в тело человека на постоянно для зарядки медицинских приборов, и организм не будет отвергать их», – сказал Майкл Макэлпайн, профессор механической и аэрокосмической техники в Принстонском университете, руководитель проекта.
Что самое интересное, в дополнение к генерации электроэнергии при сжатии, для пьезо-резиновых чипов верно и обратное: материал сгибается при проведении через него электрического тока. Это свойство материала открывает двери для приложений в других областях медицины, таких, как использование в микрохирургических устройствах.
Источник: Чебурек
|
