Учёные создали новый материал, вырабатывающий электричество прижатии.

Главное:

• Ученые из Политехнического института Ренсселера разработали новый материал, который генерирует электричество при сжатии и вибрациях.
• Материал представляет собой полимерную пленку без свинца, что делает его более экологически чистым.
• Ключевыми направлениями применения нового материала являются транспорт, инфраструктура и биомедицинские технологии.

Инновационный материал

Недавние исследования, проведённые учеными из Политехнического института Ренсселера, описали создание инновационного материала, способного генерировать электричество под воздействием механического давления и вибраций. Этот материал, представляющий собой полимерную пленку, пропитанную халькогенидным перовскитом, имеет толщину всего 0,3 мм и способен эффективно преобразовывать механическую энергию в электрическую. Исследования показали, что превышение нагрузки, а также площадь поверхности, на которую оно оказывается, прямо пропорционально увеличивают выработку электричества.

Подобные разработки имеют важное значение в свете стремления человечества к зеленым технологиям и уменьшению зависимости от ископаемых видов топлива. Например, использование данного материала в автомобильных шинах или небоскрёбах, которые будут генерировать электричество от микровибраций, может значительно снизить энергозатраты.

Пьезоэлектрический эффект

Пьезоэлектрический эффект, который наблюдается в разработанном материале, возникает за счёт отсутствия структурной симметрии. При механическом воздействии материал изменяет свою форму, создавая дипольный момент, что позволяет ему генерировать электрический ток. Ученые проводили эксперименты, в ходе которых на пленку оказывали различного рода нагрузки: на неё ходили, бегали и стучали. Результаты поразительны — электричество генерировалось даже для питания светодиодов.

Эффективность данного эффекта делает материал многообещающим для широкого спектра приложений, от повседневной электроники до конструктивных решений для зданий и транспортных средств.

Направления будущих исследований

В дальнейшем исследователи планируют продолжать работу с халькогенидными перовскитами, стремясь найти новые соединения, которые демонстрируют еще более сильный пьезоэлектрический эффект. Кроме того, важно будет изучить адаптацию этой технологии для использования в различных отраслях. Согласно статистике, рынок пьезоэлектрических материалов продолжает расти и, по прогнозам, к 2025 году его объем может достичь 5 миллиардов долларов.

Вкупе с другими свежими разработками, такими как плёнки оксида гафния нестандартной геометрии, которые также проявляют пьезоэлектрические свойства, будущее науки и технологий далеко не однозначно. Мы наблюдаем, как новые материалы открывают горизонты для создания низкоэнергетических устройств и, возможно, меняют саму суть взаимодействия человека и техники.