Ученые из Университета Северной Каролины разработали технологию создания носимых устройств, которые могут генерировать энергию от движений человека, оставаясь при этом комфортными даже при длительном ношении.

Разработка основана на использовании специальных молекул – амфифилов, которые широко используются в потребительских товарах для уменьшения трения с кожей человека. Например, их содержат в подгузниках, чтобы предотвратить раздражение.

«Мы разработали модель, которая обеспечивает детальное фундаментальное понимание того, как разные амфифилы влияют на поверхностное трение разных материалов», — объясняет Лилиан Сяо, ведущий автор исследования и доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии.

Исследователи обнаружили, что некоторые амфифилы обладают свойствами, позволяющими им «отдавать» электроны. Когда такие электронодонорные амфифилы были включены в носимые материалы, полученный продукт не только был удобен для кожи, но также был способен генерировать электричество за счет трения о кожу человека или другие поверхности.

Источники не уточняют, сколько энергии производит устройство, но описывают исследования влияния поверхностно-активных веществ на трение, тактильные ощущения и трибоэлектрические свойства носимых устройств по сбору энергии. В работе описано, как такие параметры, как ток короткого замыкания (ISC), плотность заряда короткого замыкания (σSC) и напряжение холостого хода (VOC), зависят от типа используемого амфифильного покрытия и контактного давления. Например, фтороктиламиновое покрытие производит напряжение ЛОС 314,4 В, а эрукамидное покрытие — 13,8 В при том же давлении.

Саад Хан, соавтор исследования и профессор химической и биомолекулярной инженерии, подчеркивает важность баланса трения, необходимого для производства энергии, с комфортом пользователя. Ученые планируют продолжить исследования по интеграции новых технологий в существующие устройства и открыты для сотрудничества с отраслевыми партнерами.