Наногенератор превратили в «поющую бумагу» — Naked Science
5 минут
Редакция

Наногенератор превратили в «поющую бумагу»

Исследователи из Технологического института Джорджии и Университета штата Мичиган разработали гибкий композит, который способен превращать электричество в механическую в электричество и наоборот.

screenshot-www
©Wikipedia

Развитие портативной электроники ставит перед разработчиками ряд ограничений. Так, из-за отсутствия надежных прототипов небольших и емких аккумуляторов эти устройства могут быть сравнительно громоздкими, тогда как акцент на миниатюризации приводит к необходимости частой подзарядки. В качестве альтернативы предлагаются технологии, позволяющие получать электричество с помощью общедоступных источников. В частности, в 2016 году группа ученых из Китая и США представила масштабируемые наногенераторы, использующие для выработки электрического тока трения. Ранее источником энергии выступал звук.

 

В декабре минувшего года инженеры из Университета штата Мичиган показали новый композит FENG, который может генерировать электричество на основе механической энергии. Главным образом материал состоял из ферроэлектретного полипропилена с пористой структурой. Пустоты основного слоя представляли собой магнитные диполи. Магнитные моменты полимера, покрытого металлом с двух сторон, менялись вслед за деформацией материала, в результате чего между электродами возникало электричество. В рамках демонстрации авторы создали на основе технологии ряд автономных устройств, в том числе гибкую клавиатуру.

 

Механизмы превращения механической энергии в электричество (a, b, c) и электричества в механическую энергию (a, d, e) / ©Wei Li et al., Nature Communications, 2017

 

В новой статье они описали механизм, который позволяет представленному материалу работать в обратном направлении: получать механическую энергию из электрического тока. Благодаря небольшой толщине (около 0,1 миллиметра) с его помощью создали мембраны для аудиоустройств. Первый прототип представил собой лист композитного материала, который выполнял функцию микрофона. При произнесении кодовой фразы определенным пользователем система сумела разблокировать компьютер после завершения сессии. Таким образом, ее чувствительность оказалось достаточной для распознавания голосов.

 

На втором этапе исследователи создали флаг Университета штата Мичиган, в который были вмонтированы фрагменты нового материала. После подключения к усилителю и плееру это позволило воспроизвести посредством флага гимн учреждения. Кроме того, авторы сделали с помощью материала аудиозапись отрывка из оперы «Травиата»: в сочетании с усилителем это обеспечило сравнительно «чистый» звук. По мнению ученых, новый композит может использоваться, например, как динамик или микрофон в смарт-часах. В будущем на основе устройства можно создать газету, которая вслух «читает» текст по команде.

 

Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Ранее американский инженер представил универсальный датчик, который может распознавать различные события, происходящие в помещении, на основании звуков. Потенциально устройство, получившее название Synthetic Sensor, может применяться для управления «умным» домом.

 

Видеосюжет об исследовании / ©Michigan State University

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сегодня, 06:49
7 минут
Александр Речкин

12 апреля исполняется 60 лет со дня первого полета человека в космос. В 1961 году советский космонавт Юрий Гагарин на космическом корабле стартовал с космодрома Байконур и впервые в мире совершил орбитальный облет Земли. Полет в околоземном космическом пространстве продлился один час и 48 минут, после чего Гагарин успешно приземлился.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

Позавчера, 19:42
51 минута
Александр Березин

9 апреля 1940 года Германия внезапно напала на Данию и Норвегию — выполнив тем самым планы британского командования, пытавшегося спровоцировать Берлин на такое нападение. Но дальше все пошло не по плану: Германия победила, союзники проиграли. Тем не менее в этой битве выиграли не только немцы. Парадоксальным образом она помешала и англо-французским планам нападения на СССР в 1940 году, что радикально изменило ход и исход всей мировой войны. Попробуем разобраться в деталях.

Сегодня, 06:49
7 минут
Александр Речкин

12 апреля исполняется 60 лет со дня первого полета человека в космос. В 1961 году советский космонавт Юрий Гагарин на космическом корабле стартовал с космодрома Байконур и впервые в мире совершил орбитальный облет Земли. Полет в околоземном космическом пространстве продлился один час и 48 минут, после чего Гагарин успешно приземлился.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

Позавчера, 19:42
51 минута
Александр Березин

9 апреля 1940 года Германия внезапно напала на Данию и Норвегию — выполнив тем самым планы британского командования, пытавшегося спровоцировать Берлин на такое нападение. Но дальше все пошло не по плану: Германия победила, союзники проиграли. Тем не менее в этой битве выиграли не только немцы. Парадоксальным образом она помешала и англо-французским планам нападения на СССР в 1940 году, что радикально изменило ход и исход всей мировой войны. Попробуем разобраться в деталях.

17 марта
12 минут
Василий Парфенов

Продолжавшееся более пяти лет уголовное дело подошло к завершению: серийного сетевого сексуального маньяка осудили на 75 лет тюремного заключения. Чтобы поймать человека, растлившего 375 несовершеннолетних девушек, потребовалось пойти на беспрецедентные и этически спорные меры: создать вредоносное ПО и подсунуть злоумышленнику видеоловушку со встроенным вирусом.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: