Ідея використання руху людини для вироблення електрики вже не раз знаходила практичну реалізацію в різноманітних областях, включаючи взуття, дороги і навіть медичні прилади. Тепер їх список поповнять покриття для підлоги, які можуть генерувати енергію для електроніки.
Інноваційні рішення для підлогових покриттів, які можуть генерувати електрику в результаті руху людини, надходять від інженерів протягом багатьох років. Новий приклад такої технології має деяку схожість з більш ранньою розробкою, коли вчені впровадили нановолокна целюлози в дерев’яну підлогу, щоб генерувати електричний заряд, оскільки вони вібрують завдяки так званому трибоелектричному ефекту.
Трибоелектричний ефект, хорошим прикладом якого є статична електрика, полягає в тому, що певні матеріали створюють електричний заряд при відділенні від іншого матеріалу, наприклад, коли шкарпетка відділяється від свіжої сорочки, тільки що витягнутої з сушарки. Це явище також лежить в основі нової «розумної» дерев’яної підлоги, що складається з двох шарів обробленої деревини з нанесеними під ними електродами. Але для того, щоб довести продуктивність до бажаного рівня, потрібні були деякі спроби вирішити проблему обмеженої здатності деревини виробляти електроенергію.
«Дерево в основному трибонейтральне», – пояснив старший автор дослідження Гвідо Панзараса. «Це означає, що деревина не має реальної тенденції набувати або втрачати електрони. Таким чином, завдання полягає в тому, щоб створити деревину, яка на це здатна ».
Рішення команди полягало в покритті одного шматка дерева силіконом, який легко збирає електрони при контакті, а іншого шматка – іонами металів і органічних молекул, які підвищують його схильність до втрати електронів. Ця обробка була протестована на різних породах деревини, спиляних в різних напрямках, перш ніж команда зупинилася на найбільш ефективному варіанті – ялини, спиляною радіально.
- Фізики спостерігали, як метал самостійно «заживив» тріщини
- Інженери розробили екологічні акумулятори електромобілів майбутнього
- Китай будує найбільший у світі повноповоротний радіотелескоп
За словами вчених, подібна обробка дозволила їх деревині виробляти електрику в 80 разів ефективніше, ніж це може робити натуральне дерево, і забезпечувати стабільне вироблення при постійній напрузі протягом до 1500 циклів. Оброблений за формою ділянки підлоги розміром з аркуш паперу формату А4, новий матеріал міг виробляти достатньо електроенергії для живлення побутових світлодіодних ламп, калькуляторів та іншої невеликої електроніки.
«Нашою метою було продемонструвати можливість модифікації деревини за допомогою відносно нешкідливих для довкілля процедур, щоб зробити її трибоелектричними», – розповів Панзараса. «Ялина коштує дешево, доступна і володіє хорошими механічними властивостями. Наш прототип досить простий, і його можна масштабувати на промисловому рівні. Це всього лише питання інженерії ».
Нині учені працюють над поліпшенням своєї обробки деревини, щоб зробити її більш екологічною і простою в застосуванні, щоб задовольнити потреби комерційного застосування. На їхню користь працює те, що генератор зберігає природний вигляд і довговічність дерев’яних підлог, що може зробити його привабливим варіантом для дизайнерів розумних будинків майбутнього, які піклуються про стиль.
Натхнення: www.popmech.ru