Ученые создали устройство, превращающее кинетическую энергию жевания в электричество
Нужен электромонтаж или электроизмерения? Звоните нам!
Общеизвестно, что человеческий организм несет в себе 3 вида энергии: кинетическую, связанную с движением; энергию деформации – с мышечной силой; и тепловую энергию. Все три новаторы пытаются использовать в своих разработках с тем, чтобы минимизировать зависимость электронных устройств от батареек и аккумуляторов, увеличить их мобильность, сделать гаджеты более удобными в использовании. И наконец, минимизировать негативное воздействие на экологию, которое связано с утилизацией элементов питания.
Канадские ученые из института физики IOP для разработки своей инновации выбрали энергию движения нижней челюсти. Преобразовать ее в электроэнергию можно с использованием пьезоэлектрического материала, принцип работы которого основан на возникновении электрического заряда при деформации поверхности пьезоэлемента. Преобразователь канадских авторов выполнен из гибких пьезоэлектрических волокнистых композитов. Эти перспективные «умные» материалы имеют многослойную структуру, в основе которой лежит прослойка пьезокерамических волокон, диаметр которых 250 мкм. Волокна окружает полимерная матрица из эпоксидки. Этот шар расположен между медными электродами. В качестве внешнего покрытия для ПВК была выбрана полиимидная пленка.
В конструкцию преобразователя вошли наушники, однослойный пьезоэлектрический ремень для подбородка и эластичные боковые ремни. Чтобы получить максимальную эффективность, устройство плотно фиксировалось на пользователе. Во время испытания человеку нужно было на протяжении минуты жевать жвачку. При этом отслеживался ряд параметров, включая частоту жеваний, напряжение пьезоэлектрического материала при растяжении и др. Ученым удалось собрать максимальную энергию, эквивалентную 18 мкВт. Мощность на выходе составила порядка 10 мкВт. Тогда как при жевании доступно 7 мВт. Поэтому ученым еще немало придется поработать над усовершенствованием своего преобразователя путем увеличения слоев пьезоэлемента. Чтобы, например, питать 200-микроваттный слуховой аппарат, нужно 20 слоев пьезоэлектрического материала, толщиной в 6 мм.