Гибкое биосовместимое устройство улавливает энергию движений человеческого тела

Гибкое биосовместимое устройство улавливает энергию движений человеческого тела

Не за горами тот день, когда мобильные телефоны можно будет заряжать лёгким движением руки, а гарнитура Bluetooth будет работать за счёт энергии ходьбы.

Исследователи Мичиганского Университета разработали новый способ преобразовывать вырабатываемую при движениях тела человека энергию, используя похожее на плёнку устройство, которое можно складывать, чтобы получить больше энергии. С помощью недорогого аппарата, известного как наногенератор, учёные смогли обеспечить работу сенсорного ЖК-экрана, панели с 20 светодиодами и гибкой клавиатуры путём простого прикосновения или нажатия на него без использования какой-либо батареи.

Результаты новаторского исследования, опубликованные в журнале Nano Energy, являются свидетельством того, что «в ближайшем будущем появятся носимые устройства, питающиеся от энергии движения человека», — сказал руководитель проекта Нельсон Сепульведа.

«Я предвижу, что в относительно скором времени отпадёт необходимость заряжать свой мобильный телефон на всю неделю, поскольку энергию для этого можно будет получать из движений тела», —  сказал Сепульведа.

Инновационный эффект обеспечивается силиконовой пластиной, покрытой несколькими слоями или тонкими листами таких экологически чистых материалов, как серебро, полиимид и полипропиленовый ферроэлектрет. В результате добавления ионов каждый слой в устройстве содержит заряженные частицы. Электрическая энергия вырабатывается при его сжатии за счёт преобразования механической энергии движения.

Этот прибор называется биосовместимым ферроэлектретным наногенератором (FENG). Устройство не толще бумажного листа и может использоваться в виде плёнки любых размеров для различных целей. Например, наногенератор размером с ладонь способен обеспечить работу светодиодов, а для функционирования сенсорного экрана требуется устройство меньше пальца.

Такие преимущества, как малый вес, гибкость, биосовместимость, масштабируемость, небольшая стоимость и надёжность, могут сделать FENG «перспективным и альтернативным методом получения энергии путём преобразования из механической энергии» для питания различных автономных электронных устройств, в том числе беспроводных гарнитур, сотовых телефонов и других гаджетов с сенсорными экранами, говорится в отчёте учёных.

Примечательно, что устройство обеспечивает большую мощность в сложенном состоянии.

«При каждом его складывании величина создаваемого напряжения возрастает в геометрической прогрессии,  — сказал Сепульведа. —  Можно начать с большого устройства, но при каждом последующем складывании оно становится меньше, но более энергоёмким. Теперь наногенератор можно сделать достаточно малым, чтобы вместить в каблуке ботинка, где он будет каждый раз вырабатывать энергию при ударе каблука об землю».

Сейчас  команда учёных во главе с Сепульведой занимается разработкой технологии, позволяющей передавать энергию из каблука для питания беспроводной гарнитуры во время ходьбы.