Denník N

Samonabíjacia elektronická mikina vám nabije telefón, či odomkne auto

Aj takto bude vyzerať budúcnosť: samonabíjacia mikina, ktorá obsluhuje LCD obrazovku, LED diódy a elektronocký kľúč od auta. FOTO- acs.org.
Aj takto bude vyzerať budúcnosť: samonabíjacia mikina, ktorá obsluhuje LCD obrazovku, LED diódy a elektronocký kľúč od auta. FOTO- acs.org.

Vedci vyrobili nanooblečenie so zabudovanými LED diódami, LCD obrazovkou a elektronickým kľúčom od auta. Nabíja sa samo, iba prostredníctvom pohybu.

Predstavte si oblečenie, do ktorého by bol zabudovaný mobilný telefón, MP3 prehrávač, ovládač od televízora alebo elektronický kľúč od auta.

Dokážete si však predstaviť, ako by bolo toto oblečenie zásobované energiou? Zdrojom energie by v dnešnej dobe mohla byť bežná elektrochemická batéria. Aj vo svete fantasy filmov a rozprávok potrebuje železný oblek Ironmana energiu, ktorej zdrojom je v prípade známeho Marvelovho komiksu ultraefektívny kruhový generátor energie.

Popularita nositeľnej elektroniky v poslednom čase síce rastie, variácií produktov je však na trhu pomerne málo. Je to spôsobené práve batériami, ktoré bývajú neohybné, pomerne veľké a majú limitovanú životnosť. Alternatívou sú flexibilné a naťahovacie baterky, ktoré majú zas nízku mechanickú odolnosť a veľmi krátku životnosť.

Batéria zabudovaná do textilu

Nanotechnológie pravdepodobne prišli s riešením. Výsledok spolupráce vedcov zo Sungkyunkwanskej univerzity v juhokórejskom Sumone a Wollongonskej univerzity v Austrálii je nositeľný nanogenerátor, ktorý vás dokonca aj zahreje. Vedci vyrobili mikinu, ktorá dokáže nabiť viaceré zariadenia zabudované do hrude a rukávov iba prostredníctvom pohybu.

Predstavuje to ideálne riešenie technologických problémov s ohybnými batériami, pretože mikina žiadne nepotrebuje. Konkrétne ide o štyri vrstvy látky, z ktorej každú vrstvu tvorí striebrom potiahnutý textil, vrstva zinočnatých nanodrôtov a PDMS (polydimetylsiloxán) kremíkového polyméru.

Textil so striebornou povrchovou úpravou sa potiahne nanodrôtmi z oxidu zinku a nakoniec vrstvou kremíkového polyméru. Vznikne tak vysokoefektívny nanogenerátor ako zo sci-fi. FOTO – acs.org

Priemerná hrúbka a dĺžka nanodrôtov z oxidu zinočnatého je 100 nanometrov (hrúbka) a jeden mikrometer (dĺžka).

Výskum bol publikovaný v žurnále ACS Nano. Podľa slov hlavného autora, Wanchula Seunga z Inštitútu pokročilých nanotechnológií univerzity v Sungkyunkwane v Kórei, ide o výskum „nositeľných elektronických zariadení, ktoré sa líšia od už existujúcich mobilných zariadení vrátane smartfónov a tabletov najmä výzorom a typom napájania“.

Všetko je o elektrónoch

„Povrchové napätie prítomné v materiáli sa prenáša cez materiál s rôznymi polaritami, pokiaľ sú tieto materiály stláčané proti sebe alebo ak sa navzájom o seba trú,“ vysvetľuje Seung. „Vytvorí sa tak dipólový moment, ktorý spôsobí pohyb elektrónov cez materiál.“

Stlačením materiálu sa na ich rozhraní generuje náboj. Bez tlaku na textil zariadenie ostáva v pokojovom, neutrálnom stave. FOTO – acs.org

Vznikne tým viacvrstvový materiál s neuveriteľnými vlastnosťami. Ak sa naň pôsobí silou veľkosti 10 kgf (98 newtonov), materiál vygeneruje veľmi vysoké napätie, až 170 voltov a 120 mikroampérov. Efektivita sa pritom nemení až po dobu 12000 cyklov.

Vedci následne zabudovali LCD obrazovku, LED diódy a elektronický kľúč do auta do mikiny vyrobenej z ich textilového nangenerátora. Mikina dokázala nabiť všetky zariadenia iba prostredníctvom jej nosenia bez akéhokoľvek vonkajšieho zdroja energie. Mikinu nazvali „samopoháňaný smart oblek“.

„Textil s kovovou povrchovou úpravou prestavuje veľmi sľubný substrát pre širokú škálu nositeľných elektronických zariadení vďaka ich výbornej mechanickej odolnosti, nízkej hmotnosti, flexibilite, skladateľnosti, obrobiteľnosti a nízkym výrobným nákladom,“ dodáva Seung.

Dostupné z doi: 10.1021/nn507221f.

Máte pripomienku alebo ste našli chybu? Prosíme, napíšte na pripomienky@dennikn.sk.

Veda

Teraz najčítanejšie