Ткани, генерирующие электричество во время движения, — не новинка, они существуют уже несколько лет. Теперь учёные из Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology), Чунцинского университета (кит. 重慶大學) и китайского Национального центра нанонауки и технологии (кит.
Учёные надеются, что однажды из этой ткани можно будет шить одежду, питающую смартфоны и другие устройства. Профессор Технологического института Джорджии Чжун Линь Ван (Zhong Lin Wang) и его коллеги использовали обычный коммерческий ткацкий станок. На нём они сплели вместе солнечные элементы, сделанные из лёгких полимерных волокон, и волоконные трибоэлектрические наногенераторы. Используя трибоэлектрический эффект и электростатическую индукцию, генераторы производят электричество из механических движений, таких как кручение, скольжение и вибрация. Сбор солнечной энергии обеспечивают вплетённые в материал фотоэлектроды.
Исследователи считают, что из новой ткани в комбинации с шерстью можно шить палатки, шторы и брюки. «Основа ткани сделана из распространённых полимерных материалов, они недороги и безвредны для окружающей среды, — говорит Ван. — Изготовление этих электродов — низкозатратный процесс, а значит, возможно запустить массовое производство».
Тряпочка размером 4 на 5 см за счёт солнечной энергии и движения за минуту зарядила конденсатор ёмкостью в два миллифарада до двух вольт. В ходе эксперимента учёные соорудили флаг из кусочка материала размером со стандартный лист бумаги. Проехав на машине с опущенными окнами — цветастый флажок развевался на ветру, — они смогли получить значительное количество электроэнергии (однако конкретных цифр исследователи в пресс-релизе не привели). «Это означает, что материал сможет работать даже в сложных условиях», — резюмирует Ван.
Ранние тесты показали, что ткань выдерживает повторное использование, однако учёным ещё предстоит проверить её на прочность. Теперь они намерены разработать изоляцию, которая защитит электрические компоненты от влаги.
К примеру, янтарь или эбонит может получить электрический заряд при непосредственном контакте (трении) с шерстью. Подобные процессы происходят при взаимодействии стекла и шёлка, резины и меха, целлофана и поливинилхлорида.
Сила проявления этого эффекта зависит не только от состава самих материалов, но, в некоторой степени, и от воздействия на них внешних факторов: влажности среды, окружающей температуры, шероховатости поверхностей соприкасающихся веществ и т. д.