ACS Nano: создан носимый пьезоэлектрический сборщик энергии
Учёные из отдела робототехники и мехатроники института DGIST создали трёхмерный гибкий пьезоэлектрический преобразователь энергии, который способен трансформировать движения тела в электричество. Разработка предназначена для интеграции в портативные гаджеты: устройство может фиксироваться непосредственно на коже или одежде.
Описание гаджета опубликованы в журнале ACS Nano.
Особенностью этого преобразователя является использование пьезоэлектрического эффекта, где механические воздействия (например, растяжение кожных покровов или суставные движения) генерируют электрическую энергию. В отличие от трибоэлектрических аналогов, такие устройства обеспечивают более устойчивые параметры работы. Основой конструкции служит свинцовый цирконат-титанат (PZT), отличающийся высоким КПД.
Однако традиционные ограничения жесткости и хрупкости материала были преодолены путём создания трёхмерной структуры, обладающей повышенной деформационной устойчивостью. Это позволило совместить гибкость с высокой энергетической эффективностью, делая устройство идеальным для применения в носимых технологиях.
Ключевым инновационным решением стала разработка секционированных электродов, что минимизирует взаимное затухание энергии и оптимально использует кривизну конструкции. Благодаря этому подходу энергетическая эффективность новой системы возросла в 280 раз по сравнению с классическими растяжимыми пьезоэлектрическими устройствами.
Проводимые испытания подтвердили не только стабильность работы при различных нагрузках, но и способность сохранять производительность после многочисленных циклов деформации. Эти характеристики открывают широкие перспективы для использования в сложных условиях эксплуатации, обеспечивая непрерывный сбор энергии от естественных движений человека.
Исследователи подчеркнули значимость данного прорыва: технология имеет потенциал радикально изменить область носимых энергетических решений после внедрения на рынок. Это открывает новые горизонты для создания полностью автономных портативных устройств, работающих за счёт собственной генерации энергии от движений тела пользователя.
Ранее Hyundai и Kia представили экзоскелет, снижающий нагрузку на плечи на 60%, который может кардинально трансформирует жизнь людей с ограниченными возможностями и стать ключевым инструментом восстановления для людей всех возрастов с различными ограничениями.
