Учеными из Инженерной школы Самуэли Калифорнийского университета создано гибкое и мягкое устройство, приводящееся в действие движениями человека. Исследование ученых опубликовано в журнале Nature.
Благодаря новой технологии электроэнергию можно получать от различных движений человеческого тела. Это произойдет при сгибании локтя или более тонких движений, например, от колебания пульса на запястье. Полученной энергии будет достаточно для питания носимых и имплантируемых датчиков.
Исследователями был использован магнитоупругий эффект – изменение степени намагниченности материала, при котором крошечные магниты меняют свое положение под воздействием механических нагрузок. Специалисты применили микроскопические магниты, распределенные в тонкой силиконовой матрице, для создания магнитного поля при деформации материала. При колебаниях магнитного поля вырабатывается электричество.
“Наше открытие открывает новый путь для практических энергетических, сенсорных и терапевтических технологий, которые ориентированы на человека и могут быть подключены к Интернету вещей”, — рассказывает Джун Чен, доцент кафедры биоинженерии.
Он отмечает, что уникальность технологии состоит в том, что устройство можно прижимать к коже человека. Оно основано на магнитном, а не электрическом поле, и это позволяет устройству стабильно работать в условиях повышенной влажности и при интенсивном потоотделении кожи человека.
Новый магнитоупругий генератор размером примерно с четвертак (монету в 25 центов). Он разработан из силиконовой полимерной матрицы с платиновым катализатором и неодим-железо-борных наномагнитов. Генератор прикреплен к локтю оператора силиконовой лентой.
Магнитоупругий эффект, который зафиксировали исследователи, в четыре раза больше, чем у аналогичных по размеру жестких металлических сплавов. Устройство генерирует электрический ток силой 4,27 миллиампера на квадратный сантиметр, что в 10 000 раз выше, чем у предшествующей разработки.
