"Умная" мода: ученые создали рубашку, добывающую электричество из пота и телодвижений
Смарт-рубашка способна питать энергией фитнес-браслеты и умные часы. Ее даже можно стирать, но без мыла.
Когда дело доходит до возобновляемых источников энергии, многие из нас представляют солнечные батареи и ветряные турбины. Однако ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) решили, что неплохо было бы создать некий доступный каждому человеку "гаджет", который бы аккумулировал энергию и генерировал электричество столь же эффективно и экологично, как и солнечные батареи, и ветряные турбины. В итоге на свет появилась смарт-рубашка, которая вырабатывает электричество за счет пота и телодвижения.
О своем изобретении профессор Джозеф Ван и аспирант Лу Инь рассказали в статье для журнала Nature Communications.
Микросетка в тренде
Созданная командой из Калифорнийского университета в Сан-Диего рубашка, оснащена специальной микросеткой, которая состоит из биотопливных элементов, питающихся от пота. Также сетка оснащена трибоэлектрическими генераторами с силовыми приводами и суперконденсаторами для сохранения генерируемой электроэнергии.
Все детали нанесены на ткань методом трафаретной печати, и даже водонепроницаемая серебряная микросхема, которая их соединяет. Важно отметить, что все детали легко гнутся, растягиваются и даже не боятся воды. Однако при стирке использовать моющие средства — мыло, стиральный порошок, шампунь, — пока что нельзя. Максимум, что можно сделать, это прополоскать рубашку в воде.
Биотопливные элементы, расположенные с изнаночной стороны на уровне груди, содержат ферменты, вызывающие обмен электронами между молекулами лактата и кислорода, присутствующими в человеческом поту. В результате этого процесса образуется непрерывный электрический ток низкого напряжения, который подается в конденсатор для хранения.
Между тем, каждый трибоэлектрический генератор состоит из двух частей: отрицательно заряженной части в области предплечий на внутренней стороне рукавов и положительно заряженной — на ткани рубашки в области ребер. Когда руки человека раскачиваются во время ходьбы или бега, эти части ткани трутся друг о друга. При этом генерируются импульсы электричества высокого напряжения, которые также попадают в конденсатор.
Удачные тесты
В проведенных тестах доброволец носил рубашку либо во время бега, либо во время занятий на велотренажере в течение 10 минут, после чего отдыхал в течение 20 минут. На протяжении каждого 30-минутного сеанса микросеть могла питать либо наручные часы с ЖК-дисплеем, либо небольшой дисплей из электрохромного стекла.
После доработки нынешняя версия рубашки может использоваться спортсменами для питания фитнес-браслетов или смарт-часов, а также датчиков, измеряющих показатели производительности. Однако в будущем он может быть оснащен различными типами аккумуляторов и использоваться людьми, которые относительно мало двигаются.
Ранее мы сообщали о том, что ученые нашли способ получения электроэнергии из сетей 5G. Исследователям удалось создать антенну, способную собирать электромагнитную энергию из сигналов 5G и использовать ее для питания гаджетов.