Как швейцарские ученые создали древесину, способную вырабатывать электроэнергию

Исследователи из из ETH Zurich и EMPA разработали новый материал — пьезоэлектрическую древесину, способную преобразовывать механическую энергию в электричество. Они использовали гибкие целлюлозные слои, которые при сжатии смещаются друг относительно друга, создавая электрический заряд на поверхности материала.

Команда Бургерта создала тестовый куб со сторонами около 1,5 см, который выдержал порядка 600 циклов нагрузки, продемонстрировав удивительную стабильность. При каждом сжатии генерируется напряжение около 0.63 Вольта, которого вполне достаточно для питания каких-нибудь датчиков, а группы из 30 ячеек под весом человека хватило для работы небольшого дисплея.

Но древесина довольно хрупкий материал, так что для придания ей такой гибкости ученые сначала растворяли часть волокон с помощью уксусной кислоты и перекиси водорода. В итоге удалось получить структуру из тонких слоёв целлюлозы, которая стойко переносит деформацию.

Спустя некоторое время был найден еще один способ создания подобного материала — гриб Ganoderma applanatum, который и в естественных условиях расщепляет лигнин и гемицеллюлозу в древесине, приводя к постепенному её разрушению. Этот биологический процесс можно легко контролировать в лабораторных условиях, что делает его экологически чистым и безопасным, при этом напряжение тестового куба удалось повысить до 0.87 Вольта.

Хотя еще предстоит провести дополнительные исследования и тесты, чтобы определить возможности промышленного применения пьезоэлектрической древесины, исследователи уже ведут переговоры с потенциальными партнерами по сотрудничеству. Этот материал имеет множество преимуществ, таких как простота использования, возобновляемость и биоразлагаемость, что делает его перспективным для различных применений, включая биомедицину.

Ознакомиться с полным материалом научной статьи можно по этой ссылке.

Источник: empa