Носимі пристрої, такі як розумні годинник і фітнес-трекери, мають безліч корисних функцій, включаючи відображення даних і зчитування біологічної інформації. Понад півмільярда пристроїв вже використовуються у всьому світі і це застосування різко зросте, коли технологія 5G повністю «розквітне». Зараз майже всі такі пристрої живляться від акумуляторів, які є відносно громіздкими і вимагають часу для зарядки. Крім того, як правило, використовуються літій-іонні акумулятори, які також стикаються з екологічними проблемами. Але, якщо джерелом живлення носимих пристроїв буде не акумулятор, а гнучкий матеріал, який має компактні розміри і досить легкий? Технології збору енергії, які перетворять невелику кількість навколишньої енергії в електричну, можуть надати альтернативу акумуляторам для живлення носимих пристроїв.
Дослідницька група з Наґойського університету (Японія) подолала проблему розтяжності і низької вихідної потужності. Команда створила прозорий і безрозмірний трібоелектричний наногенератор (TENG), який може слідувати рухам людини за допомогою тонкої плівки з вуглецевих нанотрубок (CNT-плівка) в ролі електрода для TENG. Виготовлений TENG має просту структуру: CNT-плівка поміщається всередині полідіметілсілоксанового (PDMS) еластомеру. Його прозорість складає понад 90%. Нова технологія може стати першим кроком у зменшенні нашої залежності від акумуляторів для носимих пристроїв.
При дотику поверхні TENG, він перетворює механічну енергію в електрику за допомогою процесу, званого «контактною електрифікацією» і електростатичної індукції. CNT-плівка виготовляється методом простого розпилення, який є економічно ефективним. Дослідницька група може виготовити наногенератор площею до 12 х 12 см із вихідною потужністю 8 Вт на м².
Для підтвердження концепції альтернативи акумуляторам команда продемонструвала корисність нового TENG, застосувавши його для виготовлення оптичних листів бездротового зв’язку з автономним живленням і рукавичок, в яких сині світлодіоди були вбудовані в TENG і підключені використовуючи CNT-плівку.
«Щоб зробити рукавичку, ми прикріпили TENG на долоню і використовували CNT, щоб з’єднати його з синіми світлодіодами, вбудованими в тильну сторону рукавички. Рукавичка може керувати світлодіодами за допомогою ручних затискачів. Її можна надягати і знімати без шкоди для функціональності через розтяжність і довговічність CNT-плівок».