Учёные из Университета Северной Каролины разработали технологию создания носимых устройств, которые способны генерировать электричество от движений человека, оставаясь при этом комфортными при длительном ношении.
В основе разработки лежит использование особых молекул — амфифилов, которые широко применяются в потребительских товарах для снижения трения с кожей человека. Например, они входят в состав подгузников для предотвращения раздражения.
«Мы разработали модель, которая даёт детальное фундаментальное понимание того, как различные амфифилы влияют на поверхностное трение разных материалов», — поясняет Лилиан Сяо, ведущий автор исследования и доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии.
Исследователи обнаружили, что некоторые амфифилы обладают свойствами, позволяющими им «отдавать» электроны. Когда такие электрон-донорные амфифилы были внедрены в носимые материалы, получился продукт, который не только комфортен для кожи, но и способен генерировать электричество за счёт трения о кожу человека или другие поверхности.
В источниках не указано, сколько энергии вырабатывает это устройство, однако описано исследование влияния поверхностно-активных веществ на трение, тактильные ощущения и трибоэлектрические свойства носимых устройств для сбора энергии. Работа описывает как такие параметры, как ток короткого замыкания (ISC), плотность заряда короткого замыкания (σSC) и напряжение холостого хода (VOC) зависят от типа используемого амфифильного покрытия и давления контакта. Например, покрытие из фтороктиламина генерирует VOC 314.4 В, а покрытие из эрукамида — 13.8 В при одинаковом давлении.
Саад Хан, соавтор исследования и профессор химической и биомолекулярной инженерии, подчёркивает важность баланса между необходимым для генерации энергии трением и комфортом пользователя. Учёные планируют продолжить исследования по интеграции новой технологии в существующие устройства и открыты для сотрудничества с промышленными партнёрами.