Полосы зебры вдохновили ученых на создание разумного источника энергии, который можно носить на себе

Характерный внешний вид зебры являлся предметом многих научных дискуссий, начиная от роли этого узора в обмане хищников и заканчивая тем, как он помогает сдерживать укусы насекомых. А недавно было обнаружено, что эти животные могут поднимать мех своих черных сегментов, чтобы отводить тепло от кожи для регулировки температуры. Теперь ученые перевели дискуссию о полосах зебр в совсем другом направлении и вдохновились окраской животного для создания устройства, производящего электричество, используя контрастные оттенки в качестве теплопроводников.

• Грунтовая бактерия научила ученых производить электричество из воздуха

Детали

Исследователи из Научно-технологического института Кванджа (GIST) в Южной Корее разработали гибкий, биоразлагаемый термоэлектрический генератор волоконного типа (TEG), использующий черные и белые участки для создания температурного градиента под поверхностью, который в свою очередь может генерировать энергию. Профессор GIST и автор исследования Янг Мин Сонг объяснил:

Традиционные конструкции TEG большие и громоздкие, поскольку они полагаются на естественную конвекцию, что приводит к температурному градиенту вне плоскости. Для этого требуются жесткие изоляторы, ограничивающие применение TEG в гибких и переносных устройствах. Теперь мы вышли за рамки этой парадигмы в нашем дизайне, создав устройство, которое является гибким и биоразлагаемым. Это увеличивает его применимость, одновременно уменьшая его влияние на окружающую среду, делая его масштабируемым, интегрированным и устойчивым.

Биоразлагаемый материал PLCL, отражающий солнечный свет и излучающий инфракрасное излучение, чтобы поддерживать прохладу в области под ним, будут использовать для создания белых полос, тогда как черный PEDOT:PSS будет обеспечивать поглощение тепла, необходимое для создания градиента температуры под ним. С помощью кремниевых наномембран новая конструкция TEG смогла создать разность температур 22 °C для градиента.

Хотя лабораторная модель была небольшим прототипом, исследователи говорят, что она может генерировать непрерывную электроэнергию 24 часа в сутки, а материалы полностью биологически разлагаются в физрастворе в течение 35 дней. Сонг отмечает:

Пандемия повлекла за собой широкое использование одноразовых масок и защитного оборудования, что оказывает огромное влияние на окружающую среду. Это подчеркивает потребность в устойчивых и экологически чистых решениях, таких как TEG, которые можно включать в такие носимые устройства для выполнения специализированных функций, таких как самостоятельное генерирование электроэнергии.

Ранее учёные предложили использовать древесный гриб как экологическую альтернативу пластику. Понимание клеточной структуры этого гриба поможет создавать так называемые живые материалы, которые будут прочнее и экологичнее имеющихся сейчас.