Исследование предполагает, что самозаряжающиеся умные часы и трекеры здоровья могут стать на шаг ближе после разработки крошечных механических устройств, приводимых в действие движением.
Исследователи говорят, что новые механизмы, которые в два раза мощнее, чем аналогичные существующие устройства, могут предложить энергоэффективную и устойчивую альтернативу батареям, используемым в носимых устройствах.
Эдинбургские инженеры разработали метод создания универсальных материалов , которые генерируют электричество, используя энергию, вырабатываемую движением человеческого тела.
Метод, разработанный командой из трех докторов наук. студентов — создает так называемые пьезоэлектрические материалы быстрее и эффективнее, чем предыдущие методы, что потенциально упрощает масштабирование производства.
Мощные устройства
Команда разработала этот новый подход, изменив химию, используемую при производстве ультратонких волокон из материала, называемого PVDF, универсального вещества, которое генерирует электричество при воздействии на него давления.
Используя высоковольтный источник питания, исследователи могут создавать трехмерные губчатые материалы из волокон, которые затем разрезаются на куски размером 1 см 2 , снабженные электродами и проводами и заключенные в кремний.
Тесты выходной мощности устройств показывают, что они могут производить 40 микроватт электроэнергии на квадратный сантиметр — вдвое больше, чем самый мощный из существующих пьезоэлектрических генераторов.
Сокращение отходов
Исследователи говорят, что дальнейшее развитие структур может продлить срок службы или даже заменить обычные батареи в носимых устройствах , помогая сократить электронные отходы и потребление энергии .
Эти материалы также могут найти применение в умном текстиле следующего поколения и вплетаться в такие продукты, как одежда с датчиками движения и футболки, которые отслеживают дыхание и частоту сердечных сокращений .
«С постоянно растущим интересом к разработке электронных носимых устройств и имплантатов образование электронных отходов и ограничения, связанные с емкостью батареи, остаются одними из ключевых проблем, которые необходимо преодолеть. Разработанные нами материалы приближают нас на один шаг к устойчивому разработка носимой электроники», — говорит к.т.н. студент Франсиско Диас Санчес.
