Нановолокна, внедренные прямо в одежду, смогут вырабатывать энергию от деформации. Просто ходя, двигая рукам, сгибая туловище, мы будем подзаряжать всю свою карманную электронику. Нити, полученные группой Линя, сделаны из органического материала, поливинилиденфлорида (ПВДХ), универсального пластика, инертного и гибкого, дешевого и простого в производстве. Уже сегодня ПВДХ используется повсеместно, от атомной промышленности до рыболовных лесок, а новое решение сулит ему еще большие перспективы. "Поскольку нанонити очень малы, - добавляет профессор, - носитель не будет испытывать никаких необычных ощущений от такой одежды".
Сама по себе идея не нова, о подобном проекте мы писали в заметке "Энергетическая одежда". Однако до сих пор ученые работали с нанонитями из неорганических материалов, оксида цинка или титаната бария. В отличие от ПВДХ, они гораздо дороже в производстве, и к тому же куда более жестки и хрупки в использовании.
Полученные группой Линя наногенераторы имеют в диаметре 500 нм, то есть в сотню раз тоньше человеческого волоса и вдесятеро тоньше тончайшего текстильного волокна. А при сгибании и разгибании выдают 5-30 мВ (0,5-3 нА), не теряя своих свойств после множества циклов (ученые продолжали эксперимент 100 минут с частотой 0,5 Гц - то есть, 1 сгибание-разгибание в 2 секунды).
Ученые пошли и дальше, собрав массив из таких нитей-генераторов, расположенных регулярным образом на расстоянии 50 мкм одна от другой на пластиковой подложке. Положительные концы всех нитей ориентированы по одну ее сторону, отрицательные - по другую, как у обычной батарейки. По данным исследователей, такой мини-генератор трансформирует механическую энергию в электричество с эффективностью до 21,8% (в среднем 12,5%). Эта цифра, к их удивлению, оказалась выше, чем у генератора, собранного из чистой пьезоэлектрической пленки ПВДХ (0,5-4%), и выше, чем у конкурирующих неорганических наногенераторов на основе оксида цинка (6,8%).
О другой многообещающей области применения пьезоэлектрического эффекта читайте в заметке "Дыхание дает энергию".
