Шнуры питания и аккумуляторы – это вечная проблема гаджетов. Приходится или носить шнуры и кабели с собой, или надеяться, что уровня зарядки хватит на весь день. Однако сейчас исследователи намерены решить эту проблему, создав зарядное устройство, которое будет работать от движений вашего тела во время ходьбы. Устройство было разработано группой исследователей из Технологического института Джорджии (США) под руководством Чжуна Линь Вана (Zhong Lin Wang). Оно состоит из четырех дисков, которые расположены один на другом. Первый диск сделан из меди, и он вращается. Следующий слой – полимерный, он остается неподвижным, третий слой выполнен из золота, и он разделен по секторам с вырезанными поочередно частями, что делает его похожим на велосипедное колесо. Последний слой сделан из акрила.
Когда медный диск вращается, позитивные заряды в меди движутся мимо отрицательных в полимере. Это приводит к дисбалансу зарядов в золотом диске: каждая золотая «спица» имеет или более положительный, или более отрицательный заряд. Этот дисбаланс означает, что когда между секторами подключается кабель, то возникает электрический ток. Ван говорит, что устройство может вырабатывать электроэнергию до тех пор, пока что-то заставляет медный диск вращаться. Например, он показал в лабораторных условиях, что текущая вода может это выполнить. Также он проводил эксперименты с носимыми версиями.
«Это еще удобнее, – говорит Ван. – Можно прикрепить его к ноге или к складкам пиджака».
Устройство работает по тому же принципу, что и статическое электричество. Например, когда вы идете по ковру в шерстяных носках, образуются электроны в носках (и в вас самих), и когда вы прикасаетесь к металлической дверной ручке, они прыгают к кончикам ваших пальцев, и в результате получается искра. В искре высокий уровень напряжения – достаточно для прыжка в воздухе, – однако в ней не так много тока, поэтому электрический удар вас не убивает.
«Этот феномен известен уже в 1 000 лет, – говорит Ван. – Но он редко использовался для электропитания».
Ван говорит, что его устройство более эффективно, чем традиционные генераторы, хотя бы в отношении размера. Генератор работает путем передвижения провода по магнитному полю, либо магнитного поля по неподвижному проводу. Для каждого из способов необходимо определенное количество витков провода для выработки определенного напряжения, а также нужен сильный магнит. Эти вещи занимают место, поэтому генераторы, в основном, достаточно громоздкие: самый маленький из них, который способен зарядить телефон, будет размером с кирпич, и для него понадобится также источник питания.
Однако устройство, разработанное учеными, может быть плоским и тонким. То, которое показал Ван, было 10 см в ширину, и если его раскачать в руке, то оно выработает достаточно электричества для питания небольшого количества фонариков, или около 5 Вольт, что достаточно для подзарядки iPhone. Ван говорит, что устройство в 50 раз более эффективное, чем традиционные генераторы того же размера.