Міжнародна група дослідників з США, Південної Кореї і Китаю розробила нитку на основі вуглецевих нанотрубок, яка виробляє електрику при розтягненні. Один кілограм такої нитки має пікову потужність вироблення енергії в 250 ватт. Вчені вважають, що розробка знайде застосування в «розумному одязі», який буде самостійно виробляти енергію для різних сенсорів, а також в інших областях. Дослідження опубліковано в журналі.
Електроніка розвивається високими темпами, і одна з головних проблем в цій області полягає в тому, що такі пристрої повинні бути легкими і невеликими, але в той же час працювати тривалий час. Для цього вчені розробляють матеріали, які дозволяють виробляти електрику з рухів тіла і таким чином прибирають потреби в зовнішньому харчуванні і зарядці. Але багато з них, такі як трибогенератори, недостатньо малі і зручні для впровадження в носимі пристрої.
Дослідники вирішили розробити матеріал, який також перетворював би енергію руху людського тіла на електрику, і при цьому його можна було б легко вбудувати в одяг. Для цього вони створили нитку з багатостінних вуглецевих нанотрубок. В якості основи вчені взяли лист з нанотрубок, після чого його скрутили в трубку, яку потім скручували в нитку. Дослідники експериментували з нитками кількох видів з різною топологією.
Для того, щоб така нитка виробляла електрику, вона повинна бути поміщена в електроліт. По суті, така нитка являє собою конденсатор, який накопичує в собі заряди. При розтягненні, обсяг нитки в поперечному перерізі зменшується, і заряди стають ближчими до один одного. Оскільки до нитки приєднані електроди, в ланцюгу виникає електричний струм.
Дослідники продемонстрували кілька застосувань розробки. Щоб показати, що як електрод можна використовувати поширені рідини, вони випробували такий генератор спочатку в солоній воді в лабораторії, а потім в океані на березі Південної Кореї. При використанні десятисантиметрової нитки вчені змогли отримати напругу в 46 мілівольт, що було достатньо для харчування одного світлодіоду. Також вони вплели такі нитки в сорочку одного з учасників дослідження і приєднали електроди до осцилографа. Щоб не використовувати рідини, вони нанесли на нитку провідний гель. З'ясувалося, що невеликий електричний струм виробляється навіть при диханні.
Вчені визнають, що поки ефективність такого генератора не дуже висока, але враховуючи його невелику вагу, на їхню думку такі нитки можна буде використовувати при створенні одягу для харчування енергоефективних датчиків. Варто зазначити, що навіть використання гелевого, а не рідкого електроліту виглядає як умова, що сильно обмежує реальне застосування технології.
На початку літа фінські вчені публічно продемонстрували новий матеріал для вироблення електрики з повсякденних джерел. Але на відміну від аналогічних матеріалів, їх розробка може отримувати енергію з трьох джерел: тепла, світла і механічної енергії.