30.04.2023

Люди-батарейки в одежде из умной ткани уже не фантастика

Исследователи давно работают над разработкой «умных тканей», вырабатывающих энергию, однако зачастую такие технологии сложно масштабировать до коммерческого использования. Однако недавно учёные из Университета штата Северная Каролина под руководством профессора Ронга Иня создали простой метод вышивки мини-электрогенераторов на обычной ткани.

Методика, принципы которой были описаны в журнале Nano Energy, находится на стадии разработки, но уже доказала свою эффективность на практике. С помощью специальной пряжи из медной проволоки, покрытой полиуретаном, на хлопчатобумажную (или любую другую) ткань наносится вышивка. При этом область c вышивкой покрывается слоем из синтетического полимера — политетрафторэтилена. Между ним и медными проводами образуется крошечный зазор. На последнем этапе поверх пряжи из медной проволоки вышивается защитный слой из обычной хлопчатобумажной пряжи.

Во время движения провода и полимер начинают друг с другом контактировать. В этот момент генерируется электрический ток. Такое явление называется трибоэлектрическим эффектом. Именно он отвечает за статический заряд, например, при расчёсывании волос. Небольшие устройства, которые используют этот эффект для выработки полезного электричества, называются трибоэлектрическими наногенераторами (triboelectric nanogenerators — TENGs).

В ходе испытаний один из наногенераторов был прикреплён к стельке обуви и функционировал как шагомер, генерируя электрические сигналы различной силы в зависимости от интенсивности движения. Технология также была использована для создания цифровой клавиатуры на руке, в которой каждая цифра была индивидуально вышита на основной ткани. В зависимости от того, какое число нажимал пользователь, производился различный электрический сигнал. Дополнительным преимуществом вышивок-наногенераторов является дешевизна и способность сохранять функциональность даже после нескольких стирок.

Источник:  newatlas.com , involta.media

Сайфутдинова Марина