Ученые разработали биосовместимый носимый микрогенератор электроэнергии
Биосовместимый преобразователь механической энергии в электрическую разработали ученые Технологического института Тэгу Кенбука (DGIST), сообщает журнал Advanced Functional Materials.
В конструкции преобразователя ученые использовали соединение, полученное из производного крахмала и пищевой соды. Технология оказалась экономически эффективной и биосовместимой и может помочь заряжать низкоэнергетическую электронику, такую как калькуляторы и часы.
«Трибоэлектрические наногенераторы собирают механическую энергию и преобразуют ее в электрический ток. Но многие материалы, используемые в этих устройствах, считаются биологически опасными и не подходят для носимых применений. Наш трибоэлектрический наногенератор содержит циклодекстрин. Это материал, который широко используется для доставки лекарств в организм человека, что делает его экологически чистым и безопасным», — объясняет инженер-робототехник DGIST Хо Чжун Ким.
Циклодекстрин — это полисахаридное соединение, получаемое из крахмала. Ученые использовали его, чтобы связать ионы натрия вместе в так называемом металлоорганическом каркасе (MOF).
Ученые покрыли MOF медной пленкой, и прикрепили на основу из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Напротив слоя MOF был помещен тефлоновый слой, покрытый вторым медным электродом, который также приклеен к листу ПЭТ.
Две стороны наногенератора открываются и закрываются при движении. Каждый раз, когда MOF вступает в контакт с тефлоном, происходит обмен электронами и генерируется электрический ток. Этот процесс называется трибоэлектрическим эффектом.
Ученые протестировали устройство, прикрепляя его к различным местам на одежде, рюкзаку, колену и животу движущегося человека. Генератор собирал механическую энергию при ходьбе, беге трусцой и сгибании конечностей и преобразовывал ее в электрическую.
Устройство способно питать маломощную электронику — цифровые наручные часы, гидрометр и калькулятор.
