Дослідники з Китаю і США розробили електронну тканину з вбудованим тріоелектричним генератором, здатну реєструвати дотики і жести без необхідності в акумуляторі. Крім того, таку тканину можна мити, не руйнуючи її, а також вона пропускає повітря, що дозволяє використовувати її в розумному одязі, розповідають розробники в журналі.
Для створення розумного одягу з інтегрованою електронікою не можна використовувати ті ж матеріали і конструкції, які застосовуються в звичайних електронних пристроях. Велика частина електронних компонентів в одязі повинна бути гнучкою і витримувати постійні механічні навантаження. Також ця електроніка повинна не заважати рухам, пропускати повітря, і, бажано, витримувати прання. Крім того, оскільки носити одяг з великим акумулятором незручно, дослідники створюють альтернативні варіанти живлення для електроніки, наприклад, гнучкі сонячні панелі або трибоелектричні генератори, що перетворюють енергію тертя в електричну енергію. У всіх цих областях є серйозні розробки, але зазвичай вони мають тільки частину необхідних властивостей і не підходять для реального застосування, тому вчені продовжують пошуки відповідних матеріалів і конструкцій.
Дослідники під керівництвом Чжун Лінь Ван (Zhong Lin Wang) з Університету Китайської академії наук і Технологічного інституту Джорджії створили електронну тканину, що поєднує в собі відразу кілька потрібних властивостей. Вона складається з трьох шарів: шовкової і нейлонових тканин і шару електродів з вуглецевих нанотрубок і поліуретану. Між аміногрупами в поліуретані і карбонільними групами, які є в більшості поширених тканин, утворюються водневі зв'язки, що дозволяє утримувати шари разом.
Разом ці шари утворюють трибоелектричний генератор, що працює в одноелектродному режимі. Шовк в ньому виступає в якості одного фрикційного шару, а людська рука, що торкається до нього - в якості другого шару. Після декількох дотиків на обох шарах накопичуються протилежні заряди. Наближення або віддалення руки від генератора електрони перетікають до або від шару нанотрубок для того, щоб скомпенсувати різницю потенціалів між рукою і шаром шовку. Таким чином, при русі руки поруч з генератором в ньому утворюється електричний струм.
Випробування генератора показали, що він витримує дві тисячі згинів і занурення у воду протягом декількох годин практично без зміни електричних властивостей. Крім того, дослідники виявили цікаву особливість - на графіку залежності створюваного генератором напруги від тиску можна бачити три лінійні ділянки:
Розробники запропонували застосувати генератор ще й для управління пристроями. На ньому можна виділити області-кнопки, натискання на які можна реєструвати і передавати на комп'ютер, або розмістити електроди таким чином, що жести пальців на генераторі будуть призводити до різних сигналів, які також можна пов'язати з різними діями. Як приклад дослідники створили браслет з генератором, за допомогою якого можна керувати роботою побутової техніки:
Нещодавно інша група китайських вчених досягла великого успіху у створенні трибоелектричних генераторів з відносно високою потужністю. Вони змогли створити прототип з площею 1,5 квадратних сантиметра, здатний живити від розтягнення та інших рухів 48 світлодіодів. Для цього вони використовували метод, в результаті якого утворюється електрод з сильно м'ятої золотої плівки з великою площею поверхні.