Практически всем людям известно понятие статического электричества, которое возникает, когда вы расчесываетесь, снимаете свитер ил ходите по синтетическому ковру. Но далеко не все люди знают, что статическое электричество является следствием так называемого трибоэлектрического эффекта. Этот эффект заключается в том, когда два различных материала неоднократно контактируют друг с другом своими поверхностями, то один материал “крадет” электроны у другого, создавая электрический потенциал. И такое явление можно поставить на службу людям, превратив его в дешевый, легкий и безвредный для окружающей среды метод получения электрической энергии, которой можно питать малопотребляющие портативные и носимые электронные устройства.
Жонг Лин Вонг (Zhong Lin Wang), ученый в области нанотехнологий из Технологического университета Джорджии, работает над проблемой использования трибоэлектрического эффекта уже достаточно давно. “Моей целью является создание дешевых, пригодных для вторичной переработки трибоэлектрических генераторов, изготавливаемых из широкодоступных материалов” – говорит Вонг. И, группе Вонга удалось добиться достаточно весомого результата, использовав в качестве основного материала обычную бумагу, свернутую в нечто наподобие оригами.
Основой трибоэлектрического генератора является обычная бумага для принтера. На ее поверхность с одной стороны приклеена тонкая алюминиевая фольга, а с другой стороны – тефлоновая пленка. Когда “гармошка” сложенная из такой многослойной бумаги, сжимается, поверхность тефлона входит в контакт с поверхностью алюминия. Когда сжимающее усилие снимается, поверхности тефлона и алюминия отделяются, и за счет трибоэлектрического эффекта возникает электрический потенциал, который снимается через медные провода, соединенные с алюминиевой фольгой.
Опытный образец бумажного трибоэлектрического генератора, показанный на снимке выше, обеспечивает электрический потенциал, напряжением в 20 Вольт при токе в 2 микроампера. Пиковая электрическая мощность составляет 0.14 Ватта на квадратный метр, чего вполне достаточно для того, чтобы заставить светиться четыре обычных светодиода. Кроме источника энергии, такое трибоэлектрическое оригами, в паре с высокоточным измерителем напряжения, может быть использовано в качестве простого датчика давления, способного даже определить достоинство положенной на датчик монеты.
“Разработанная нами технология может работать с самыми различными наборами материалов, включая ткани, пластмассы, резину, металл и керамику” – рассказывает Жонг Лин Вонг, – “А нашей основной целью является то, чтобы дать возможность использовать такую технологию в качестве эффективного источника энергии для сетей всевозможных датчиков, эля элементов так называемого “Интернета вещей” и, конечно, для носимой электроники, встраиваемой в одежду и в предметы повседневного обихода”.