Вчені створили новий органічний матеріал, який генерує електрику у стресі

Дослідники з Щвейцарській лабораторії матеріалознавства (Empa) розробили неймовірний новий матеріал, який генерує електрику від механічної напруги. Ця тонка, гнучка, гумова плівка потенційно може використовуватися в усьому: від одягу до кардіостимуляторів.

Стрес-матеріал

Ми всі зазнаємо стресів. Але, зазвичай, у стресі ми не виробляємо електрику. Те ж саме не можна сказати про гнучкий новому матеріалі, розробленому дослідниками з Empa, Швейцарських федеральних лабораторій з матеріалознавства і технології. Вони створили тонкий, гнучкий гумовий матеріал, який генерує електрику при розтягуванні і стисненні, надаючи йому додатки від кардіостимуляторів до одягу.

Матеріал можливий завдяки п'єзоелектричного ефекту. Цей ефект найбільш відомий в аналогових програвачах, які грають музику, читаючи пази записи голкою, яка механічно вібрує. Завдяки п'єзоелектричного ефекту ці вібрації перетворюються в електричні імпульси, які генерують звукові хвилі. Це перетворення механічного руху в електричну енергію також відбувається в матеріалах створених дослідників Емпи.

П'єзоелектричний зразок гуми. Зображення: Швейцарські федеральні лабораторії матеріалознавства і технології

Доріна Опріс і її колеги з Емпи не просто створили неймовірний матеріал: вони підштовхнули кордону того, що ми знаємо про п'єзоелектричного ефекту. Раніше це спостерігалося тільки в кристалах, але Opris і її команда довели, що ці властивості можуть також існувати в еластичних матеріалах.

На жаль, цей захоплюючий новий матеріал нелегко зробити. Полярні наночастинки і силікон повинні бути складними, перш ніж вони будуть пов'язані. Потім сильне електричне поле вводиться в тонку еластичну плівку для створення п'єзоелектричного ефекту, що досягається за рахунок впливу на матеріал надзвичайно спекотних, а потім прохолодних температур.

Електрична плівка

Цей матеріал, безсумнівно, цікавий. Але крім його новизни він може мати неймовірну кількість унікальних додатків. Завдяки своїй тонкій, гнучкій, органічною природі, він міг би працювати набагато більш плавно з людським тілом, ніж коротка електроніка.

У зв'язку з цим він розглядається для використання в датчиках тиску, кардіостимуляторах та інших медичних пристроях. Плівку можна також використовувати в одязі, кнопках управління або навіть носяться моніторах, які генерують електрику від руху користувача.

Opris розширився за потенційними додатків матеріалу, сказавши: «Цей матеріал, ймовірно, можна було б навіть використовувати для отримання енергії від людського тіла», - сказала вона в інтерв'ю для прес-релізу. «Ви могли б впровадити його близько до серця, щоб, наприклад, генерувати електрику від серцевого ритму».

Зрозуміло, що такий унікальний матеріал може одного дня стати життєво важливим для людей. У міру того як ми все більше залежимо від електронних пристроїв, деякі навіть стверджують, що в кінцевому підсумку ми станемо кіборгами, важливо, щоб електроніка розвивалася з нами більш точно.

Таким чином, органічний, гумовий матеріал, який генерує електрику від механічної напруги і руху, може бути настільки революційним. Він поєднує в собі унікальні властивості п'єзоелектричного ефекту з зручністю зручною, придатною для шкарпетки електроніки. Хто знав, що стрес може бути таким вигідним?

Література: Фізика, Наномоція