Наногенератор превратили в «поющую бумагу» — Naked Science
17.05.2017
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.
Позавчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

Позавчера, 09:40
Сергей Васильев

Ученые показали, что удлинение суток ведет к более продуктивному фотосинтезу и, возможно, некогда помогло цианобактериям совершить кислородную революцию на древней Земле.

8 часов назад
Илья Ведмеденко

Российские судостроители спустили на воду головное скоростное пассажирское судно на подводных крыльях «Метеор 120Р». Предполагается, что оно ни в чем не уступает зарубежным аналогам.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

29 июля
Сергей Васильев

В Канаде обнаружили окаменелости, поразительно похожие на скелет морских губок и при этом на миллионы лет старше Кембрийского взрыва, когда появились современные типы животных.

Позавчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: