Ученые создали обои, вырабатывающие электричество из влаги в воздухе

1 мес. назад 5

Уведомления

Пометить все как прочитанное

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.

Небольшие домашние устройства не требуют много энергии, но их батарейки все равно приходится менять. Американские инженеры создали бумажные обои, которые вырабатывают электричество из влаги в воздухе, и собрали из них панель, способную питать беспроводную клавиатуру.

Принцип действия обоев, вырабатывающих электричество из влаги в воздухе

В домах появляется все больше небольших устройств, которым требуется питание: от датчиков температуры до беспроводной клавиатуры. Их энергопотребление невелико, но батарейки приходится менять, а подключение к розетке ограничивает место установки. Поэтому инженеры ищут способы собирать энергию прямо из окружающей среды. Одним из ее источников может стать влага в воздухе.

Получение электричества из атмосферной влаги изучают давно. В 2020 году ученые предложили генератор из тонкой пленки белковых нанонитей, полученных от бактерий. Внутри нее возникала устойчивая разница в содержании воды, благодаря которой устройство вырабатывало ток. Исследователи получили напряжение около половины вольта и показали, что соединение нескольких элементов позволяет питать электронику.

Однако между работающим элементом и удобным источником питания остается большой разрыв. Для покрытия стены важен и внешний вид: видимые провода и выступающие детали плохо сочетаются с обычной отделкой.

Исследователи из Бингемтонского университета (США) предложили использовать для этого бумажное покрытие стен и показали, что большая панель таких генераторов может питать электронные устройства, такие как клавиатура. Они разработали систему, в которой разные участки одного бумажного листа выполняют разные функции. То есть одни участки поглощают, а другие испаряют воду, чтобы она двигалась через материал в заданном направлении. Результаты опубликовал журнал Advanced Energy Materials.

Поглощенная влага способствует появлению и перемещению ионов — электрически заряженных частиц. Если их концентрация в разных частях материала неодинакова, возникают разделение зарядов и напряжение, которое можно использовать во внешней цепи. Поэтому конструкция должна поддерживать различия между своими участками, обеспечивая направленный перенос влаги.

Края генератора обработали глицерином, который помогает захватывать воду из воздуха. Ближе к центру разместили полимерный материал, а центральную область покрыли восковым слоем, управляющим отдачей влаги и испарением. Таким образом, вода поступает через периферию и направляется к центру. По замыслу физиков, такую конструкцию в дальнейшем можно будет изготавливать печатными методами.

Контакты вывели через отверстия в бумаге, а проводники разместили на обратной стороне покрытия. Это позволило объединить множество генераторов, сохранив лицевую поверхность свободной от проводов. В итоге удалось создать цельную панель из 1596 элементов, которая питала беспроводную клавиатуру.

Отметим, что клавиатура остается примером конкретного применения. Такой опыт не означает, что покрытие может обеспечивать электричеством бытовую технику или весь дом. Ученые также рассматривают обои как поверхность, помогающую смягчать колебания влажности за счет поглощения и отдачи воды. Но возможность управлять микроклиматом всей комнаты требует отдельной проверки.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.

Научный популяризатор с 10-летним опытом. По образованию историк, по призванию журналист, в душе биолог, по гороскопу рак.

Печать

Twitter

Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK

На конкурсах по вокалу судьи выставляют общую оценку за выступление, но насколько она объективна и из чего на самом деле складывается? Авторы нового исследования проверили, влияют ли на этот процесс пол исполнителя и особенности его пения. Оказалось, что и для мужчин, и для женщин важны параметры их вибрато, но совершенно разные для обоих полов.

Генетическая предрасположенность к раннему пробуждению усиливалась по мере расселения древних людей в северные широты. К такому выводу пришли авторы нового исследования, изучившие варианты генов, связанные с утренним хронотипом — склонностью раньше ложиться спать и раньше просыпаться.

Российский спектрометрический комплекс ACS на борту европейского искусственного спутника Марса Trace Gas Orbiter, обнаружил газ, который указывает на действующий активный вулканизм над одной из гор Красной планеты. До этого считали, что вулканическая активность там отсутствует из-за остывания ядра и других геологических процессов.

Луна и Солнце вызывают не только океанские приливы, но и микроскопические колебания гравитационного потенциала на Земле, из-за чего время в разных точках планеты течет с немного разной скоростью. Физики впервые зафиксировали эти периодические изменения с помощью сети оптических часов, объединенных оптоволоконными линиями.

Исследователи попросили тех, кто сталкивался с околосмертными состояниями, подробно зарисовать все, что они видели. Анализ рисунков показал, что картины, которые наблюдали разные люди, пережившие этот опыт, очень похожи одна на другую.

Физики изучили уравнения Эйнштейна в форме, похожей на уравнения плазмы, и построили математическую теорию «гравитационного пересоединения». В рамках нее по аналогии с разрывом и слипанием магнитных силовых линий в плазме гравитационные «листы» пространства-времени тоже могли бы разрываться и слипаться, передавая энергию из поля в вещество.

[miniorange_social_login]