Ученые из исследовательского Университета Хериот-Уатт в Эдинбурге разрабатывают нанотехнологический проект носимой энергетической системы. Она основывается на силах трения и предназначается для интеграции в одежду с целью сбора кинетической энергии, которая возникает в процессе движений. Потенциал применения данной энергии огромный, например, заряд электронных устройств.
Кинетическая энергия отображает способность тела, находящегося в движении, совершать работу. Любой движущийся объект обладает энергией, которая измеряется в джоулях (Дж). Она напрямую зависит от массы и скорости тела. Чем больше эти показатели, тем больше и кинетическая энергия, хотя скорость влияет на нее существеннее.
В проекте носимой энергетической системы предусмотрены ультрасовременные наногенераторы, которые могут улавливать и повторно использовать кинетическую энергию. Она возникает в материалах одежды во время движения пользователя. Такие устройства могут быть вплетены в одежду, и не будут создавать какого-либо дискомфорта.
Рассматривается вопрос генерации достаточного количества энергии для удовлетворения ежедневных нужд человека. Многое зависит от типа ткани и взаимодействия между ее поверхностями. Исследователи разрабатывают новый гибкий материал (трибоэлектрический наногенератор или TENG), с помощью которого можно будет получать в разы больше энергии.
Предыдущие изобретения в данной области оказались неудачными из-за малой мощности – вырабатываемая энергия измерялась в микроваттах и милливаттах. Основная задача, поставленная перед учеными, заключается в получении материалов, которые обеспечат максимальную силу трения.
Целесообразно вплетать наногенераторы лишь в определенные части одежды, которые наиболее активно контактируют с человеческим телом во время движения, например, в области локтей. Использование собранной энергии может быть реализовано двумя способами: накоплением в специальной батарее либо же прямой передачей к электронному устройству по беспроводной сети. Второй вариант является приоритетным для исследователей.
Ученые из Швейцарии пошли еще дальше и разрабатывают технологию превращения тепла человеческого тела в электроэнергию. Объем энергии, вырабатываемый телом за единицу времени, сравнивается с работой 100-ваттной лампочки накаливания. Для этого исследователи предлагают использовать термоэлектрический генератор на основе эффекта Зеебека. Суть его работы состоит в разности температур окружающей среди и поверхности кожи.