Потрібно просто стиснути: нові біокристали дадуть гаджетам енергію замість батарей
Технологія дасть змогу живити побутову електроніку за допомогою п'єзоелектрики і відмовитися від шкідливих речовин, таких як свинець.
Співробітники Університету Лімерика в Ірландії розробили новий метод вирощування органічних кристалів, які можна використовувати для виробництва енергії просто всередині пристроїв. Стаття про дослідження опублікована в журналі Physical Review Letters.
Енергію можна отримувати шляхом стиснення молекул амінокислот — будівельних блоків білків, що існують в організмі людини. Так генерується п'єзоелектрика, у перекладі з грецької — "електрика, що стискається". Зазвичай вона зустрічається в кераміці або полімерах, але також з'являється в біомолекулах людини.
Дослідницька група з лабораторії Actuate на кафедрі хімічних наук та Інституту Бернала в Університеті Луїзіани раніше використовувала прогностичні комп'ютерні моделі, які дають їм змогу визначити, скільки електрики генеруватиме біологічний матеріал під час стиснення, і чи можна використовувати цю енергію для живлення датчиків у побутовій електроніці та медичних приладах. Багато вчених намагаються вирощувати біологічні кристали, але поки що вони поводяться занадто хаотично.
Тепер же ірландські вчені навчилися робити кристали за допомогою кремнієвих форм у вигляді дисків або пластин за низьких температур. Під час натискання на ці вироби генерується корисна напруга, яку — якщо її посилити — можна використовувати для зарядки електронних пристроїв. За словами аспіранта Крішни Харі, технологія може зробити біомолекулярні сполуки високопродуктивною та екологічно чистою альтернативою кераміці, що наразі використовується в п'єзоелектриці. Крім того, у разі успіху дослідження, з побутової електроніки зможуть прибрати шкідливі матеріали, такі як свинець.
"Існують правила ЄС щодо використання свинцю, але п'єзоелектрика — одна з останніх основних технологій, що залишилися, де дозволено використовувати цю речовину, оскільки немає високоефективної альтернативи. Щорічно через ці датчики утворюється близько 4000 тонн електронних відходів на основі свинцю, і це дослідження має потенціал для виключення цих відходів із виробничого процесу", — пояснила доцент Сара Герен.
Раніше писали про новий пристрій з паперу, який виробляє енергію з повітря. Науковці з Університету Бінгемтона змусили генератор вловлювати вологу, розщеплювати її на іони і таким чином створювати електрику.
Повідомляли також про створення гаджета, який заряджається завдяки теплу замість електрики. З його допомогою фітнес-трекери та інші носимі пристрої можуть значно збільшити свою автономність.