Новости

В Китае разработали новую технологию получения электричества от движений человека

11 мая 2021

Разработки, связанные с получением энергии из окружающей среды или движений человека, становятся одним из основных технологических трендов. Автономное питание необходимо для развития интернета вещей и зарядки «умных» устройств, таких как смарт-часы или фитнес-трекеры.

Исследования идут сразу по нескольким направлениям, один из которых — трибоэлектрический эффект, или возникновение электрического заряда в результате трения. На этом эффекте базируется и новая технология генерирующих датчиков давления, предложенная группой ученых из Северо-Западного политехнического университета Китая под руководством профессора Вэйчжень Юаня.

Авторы исследования отмечают, что за последнее время созданы различные конструкции трибоэлектрических наногенераторов, но все они обладают существенными недостатками. Так, при использовании обычных металлических электродов вся конструкция получается жесткой и непрозрачной, а материалы, применяемые для гибкой подложки датчиков, на самом деле, недостаточно гибкие, что создает неудобства и дискомфорт при тесном контакте с человеческим телом. Гибкие электроды на основе гидрогелей, обладающие более высокой биосовместимостью, плохо переносят воздействие окружающей среды: при низких температурах они загустевают, а при высоких — начинают испаряться.

В датчике, разработанном командой профессора Юаня, в качестве трибоэлектрического слоя и электрода также используется гидрогель, при этом ученые улучшили его свойства. Они повысили температурную устойчивость геля — теперь он сохраняет свои свойства в диапазоне от -20 до 60 °С. Для изготовления трибоэлектрических поверхностей впервые использованы микропирамидальные структуры, что увеличило площадь контакта датчика, а значит и его чувствительность. При этом трение между этими пирамидальными структурами способно генерировать достаточно энергии для питания устройств.

«Получился тактильный датчик автономного питания, обладающий широкой устойчивостью к воздействию окружающей среды и отличной чувствительностью. Он может обнаруживать минимальные изменения давления путем измерения выходного сигнала трибоэлектрической энергии без внешнего источника питания», — говорит один из участников исследовательской группы, доцент Кай Тао.

0
Haha
Haha
0
0
Love
Love
0
0
0
Читать также

Прямо по курсу — Арктика: рассказы с капитанского мостика

1 мин. чтения

Первый отечественный флот гидроразрыва пласта открывает новые возможности для разработки трудноизвлекаемых запасов нефти — эксперты

2 мин. чтения
Дискотека в горах. Изображение сгенерировано нейросетью

Шаффл или тектоник — какой танец связан с геологией? Узнайте из нашего квиза

1 мин. чтения
Южно-Приобское месторождение компании «Газпром нефть»

В России запустили первый отечественный комплекс для увеличения добычи нефти

2 мин. чтения
Фото iStock

Сергей Цивилев назвал ключевые направления развития угольной отрасли

2 мин. чтения

«Агент двойного действия»: как растительное масло превратили в «подземного сыщика»

3 мин. чтения

Доктор геолого-минералогических наук Юрий Войтеховский рассказал, как скважинные роботы повлияют на разработку месторождений полезных ископаемых

1 мин. чтения
Фото: Sutterstock Саяно-Шушенская ГЭС

Енисей помог: Саяно-Шушенская ГЭС установила новый рекорд мощности

1 мин. чтения
Изображение принципа работы земляной батарейки во время геологической экспедиции

Ток из-под ног: как работает «земляная батарейка»

2 мин. чтения

В Арктике запустили первого российского робота для исследования скважин

2 мин. чтения