Команда інженерів з декількох університетів розробила те, що в перспективі допоможе вирішити проблему несвоєчасної розрядки батарей портативних електронних пристроїв, таких як стільникові телефони, смартфони, планшети та інші. Гаджети можна буде заряджати буквально на ходу, виключаючи необхідність підключення до розетки за допомогою електричного дроту.
Вбудовані безпосередньо в корпус або в чохол мобільного пристрою наногенераторы будуть збирати і перетворювати в електрику енергію вібрації поверхні, наприклад пасажирського сидіння автомобіля, що рухається, і заряджати нею акумулятор мобільного пристрою, такого як смартфон.
Доцент матеріалознавства та інженерії університету Вісконсіна в Медісоні, Сюйдун Ван вважає, що розвиток цієї ідеї призведе до створення самозаряжающейся персональної електроніки.
Сюйдун Ван разом зі своїм студентом Янчао Мао і співавторами з університету Сунь Ятсена в Китаї, та університету Міннесоти у місті Дулут, США, описали свій винахід, ― мезопористий п'єзоелектричний наногенератор, у статті для журналу Advanced Energy Materials за 27 січня 2014 року.
Наногенератор в своїй основі використовують п'єзоелектричний полімерний матеріал, званий ПВДФ (полівініліденфторид). П'єзоелектричні матеріали, по своїй суті, здатні генерувати електрику під дією механічної сили. Так само вони механічно деформуються під дією електричного поля.
Замість звичайного деформування або дії електричним полем, дослідники включили в тонку плівку ПВДФ наночастинки оксиду цинку, які тепер дозволять отримувати п'єзоелектричний ефект навіть при незначних вібраціях, щоб потім акумулювати електричну енергію.
Далі наночастинки були стравлены з плівки, в результаті чого вийшли взаємопов'язані пори – «мезопори» ― матеріал схожий на губку. Саме такий губчастий матеріал і з'явився ключем до перетворення енергії вібрацій. Сюйдун Ван каже, що матеріал м'якше, тим він більш чутливий до малих вібрацій.
Сам наногенератор включає в себе тонкі пластини електродів з двох сторін мезопористій полімерної плівки, яка може бути прикріплена до будь-якого роду поверхні, будь то гладка шкіра людини, або якась інша нерівна поверхня.
Якщо говорити про смартфони, то маса пристрою допоможе посилити генеровану електричну потужність, завдяки збільшенню зміщення. Наприклад, людина просто йде або біжить, а смартфон завдяки цьому ефективно заряджається.
В майбутньому наногенераторы цілком можуть стати невід'ємною складовою частиною багатьох електронних пристроїв, наприклад, в якості задньої панелі або корпусу пристрою, щоб безпосередньо живити його енергією, отриманою від вібрацій навколишнього середовища.
Команда вважає, що простота виготовлення дозволить масштабувати подібні наногенераторные установки до великих розмірів. А можливість налаштування механічних властивостей плівок і їх дизайну зробить можливою реалізацію структур як для живлення телефонів, так і для автономного живлення сенсорних систем..
