Лазерный мир

Мобильные устройства, питаемые энергией движения, идея далеко не новая. Между тем, специалистам университета Райса удалось получить новый материал, способный сделать такие устройства более практичными. Речь идёт о лазерном графене (композит LIG), внедряемом в структуру небольших устройств, генерирующих электричество. Неметаллический компонент LIG-композита создаёт статическое электричество в момент контакта с другими компонентами. Полученный эффект допустимо успешно применять для питания мобильной техники.

Получение трибоэлектрического эффекта

Собственно, имеет место трибоэлектрический эффект, когда материалы накапливают заряд через контакт друг с другом. В моменты соединения и последующего разрыва, происходит накопление поверхностных зарядов. Эти накопленные заряды направляются для выработки электроэнергии.

Экспериментально исследовательская группа подключала полоску лазерного графена к цепочке, собранной из светодиодов. Механическими движениями, напоминающими постукивание, учёным удалось получить от полосы достаточно энергии, чтобы засветить светодиодную цепочку. Если массивный компонент LIG встроить в триггер, такая конструкция позволяет генерировать энергию в моменты ходьбы. Каждый шаг сопровождается механическим контактом графенового композита с кожей, благодаря чему создаётся ток, которого вполне достаточно для заряда конденсатора.

По сути, композит LIG — это графеновая пена, полученная методом нагрева химикатов на поверхности полимера. Источником тепла для нагрева выступает лазер. В результате образуются взаимосвязанные элементы двумерного углерода. Изначально лабораторным путём специалисты создали LIG-композит на обычном полиимиде. Однако в дальнейшем количество базовых материалов расширили, включая:

• растения,
• продукты питания,
• обработанную бумагу и древесину.

В частности, в стенах лаборатории учёными созданы электроды LUG на основе полиимида, пробки и других материалов. Каждый вариант позволяет оценить качество воспроизводства энергии, а также работоспособность в плане долговечности. Лучшие результаты в плане способности генерировать статический заряд при контактной электрификации, показали материалы трибоэлектрического ряда.

Экспериментальный трибоэлектрический вариант

Так, конфигурация LIG-композита на электродах трибоотрицательного полиамида и распылённого покрытия полиуретана, в результате даёт трибоположительный композит. Когда электроды сочленяются, осуществляется перенос электронов из полиуретана в полиамид.

Последующий контакт и разделение формируют заряд, который допустимо сохранить через внешнюю цепь. Таким образом, выполняется накопление статических зарядов. На практике композит LIG подобной конфигурации генерировал около 1 кВ, сохраняя стабильность действия после 5000 циклов

Источник: https://zetsila.ru/