Может ли куртка или джинсы однажды привести в действие ваш мобильный телефон и другие электронные устройства?
Это цель многопрофильной группы ученых, в том числе из Исследовательского института гибких материалов Университета Хериот-Ватт, которые стоят за новым проектом по сбору кинетической энергии, генерируемой в одежде, с помощью новейших нанотехнологий.
Ученые, все из которых базируются в Шотландии и Ирландии, пытаются создать автономную носимую энергетическую систему на основе трения. Они будут использовать ультрасовременные наногенераторы, которые предназначены для улавливания и повторного использования кинетической энергии материалов одежды, создаваемой при движении пользователя. В случае успеха эти крошечные ненавязчивые устройства будут вплетены в повседневную одежду.
Команда говорит, что их technology может быть доступен уже в 2027 году и способен питать множество устройств, таких как мобильные телефоны, умные часы и планшеты.
Профессор Джордж Стилиос из Школы текстиля и дизайна Хериот-Ватт в Шотландских границах возглавляет текстильные аспекты проекта. Он изучает способы разработки и внедрения этой технологии в одежду.
Он сказал: «Как люди, мы все вместе расходуем огромное количество энергии, перемещаясь, так почему бы не зафиксировать это и не использовать с пользой?
«Это не только принесет пользу планете в нашей борьбе с изменением климата, но и обеспечит постоянное удобство для жизни людей.
«Тип ткани и механика, и, что наиболее важно, взаимодействие поверхности ткани, имеют жизненно важное значение для того, чтобы мы могли генерировать достаточно энергии за счет сочетания эффекта движения и нанотехнологий для генерации возобновляемого источника электроэнергии».
Этот проект представляет собой союз новейшей науки и ткани.
Так же, как создается статическое электричество, ученые стремятся оптимизировать трение, возникающее между двумя материалами, чтобы генерировать заряд. Они разрабатывают гибкую ткань, известную как трибоэлектрический наногенератор, или сокращенно TENG, чтобы использовать и хранить этот устойчивый источник энергии.
Предыдущие попытки создать тканевые TENG потерпели неудачу в основном из-за того, что они не могли генерировать достаточную мощность. Но этот последний проект направлен на использование специальных материалов для максимального увеличения трения ткани и разработки высокоэффективного TENG с улучшенными характеристиками.
Профессор Стилиос продолжает: «Наша самая большая задача - увеличить выходную мощность, чтобы сделать этот вариант жизнеспособным. Например, текстильные ТЭНы в настоящее время вырабатывают мощность в диапазоне от микроватт до милливатт. Нам необходимо резко увеличить уровень трения, чтобы достичь мощности в сотни милливатт, необходимой для питания большинства мобильных устройств.
«Наш ответ на эту проблему - создать чрезвычайно эффективный тканевый материал для выработки энергии, который можно будет использовать в любой одежде. Мы стремимся оптимизировать трение и использовать передовые методы обработки материалов для создания поверхностей, работающих с волокнами микронного размера ».
Хотя идея эффективного использования накопленного электричества может показаться опасной, профессор Стилиос говорит, что бояться нечего.
«Эта технология безопасна для ношения и использования, поскольку уровни выходного тока очень низкие, не причиняя вреда пользователю», - сказал он.
«Фокус будет на областях максимального контакта тела, таких как локти.
«После того, как мы сгенерировали и накопили эту энергию, возникает вопрос, как передать ее в мобильные устройства? У нас есть несколько способов сделать это. Во-первых, мы можем хранить электричество в небольшом полимерном корпусе. аккумулятор на самой одежде, но я предпочитаю второй вариант прямой передачи электричества по беспроводной сети, просто нося телефон в кармане ».