Ни для кого не является секретом, что сенсорные экраны являются одной из самых энергопотребляющих составных частей современных мобильных устройств, смартфонов и компьютеров. Но, благодаря открытию нового метода получения электрической энергии могут появиться сенсорные экраны, вырабатывающие электроэнергию в количествах, достаточных для их работы. Этот новый метод, разработанный американскими учеными, позволяет получить электрический ток, используя заряд вырабатываемый трением поверхностей двух различных видов полимерных материалов.

Трибоэлектрический генератор, изготовленный из прозрачных и гибких полимерных пленок, может стать источником электрического тока, вырабатываемого при ходьбе, и от вибрации при движении в автомобиле или транспорте. Его почти полная прозрачность позволит использовать такие генераторы не только в качестве источников электрической энергии, но и в качестве активных чувствительных элементов для сенсорных дисплеев и поверхностей нового поколения.

"Факт, что в результате трения может быть получен электрический заряд, известен уже давным-давно" - рассказывает Жонг Лин Вон (Zhong Lin Wang), исследователь из Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology). - "То, что мы изобрели - это технология разделения электрических зарядов, которая позволяет течь электрическому току, приводя в действие нагрузку разного типа. Такой генератор с успехом может использоваться для преобразования различного вида механической энергии в электрическую энергию".



Трибоэлектрический генератор состоит из листа полиэфирного пластика, трущегося о поверхность листа, изготовленного из полидиметилсилоксана (polydimethysiloxane, PDMS). Полиэфир имеет тенденцию отдавать электроны, а PDMS - их поглощать. Сразу после трения поверхностей листов они за счет использования специальных уловок, отделяются друг от друга, создается воздушный зазор и возникает аналог электрического конденсатора, обкладки которого (листы полимера) уже имеют накопленный электрический потенциал разной полярности.

Если к каждому листу присоединить электрический проводник, то через него будет течь небольшой электрический ток. Непрерывно производя цикл совмещения, трения и последующего разделения поверхностей можно получить постоянно текущий переменный ток. Такая технология, как говорят ее изобретатели, может быть использована при создании невероятно чувствительного датчика прикосновения. Даже падение легкого перышка на поверхность такого датчика приводит к появлению, правда слабого, электрического потенциала.

Поскольку прозрачность новых трибоэлектрических генераторов составляет около 75 процентов, их легко можно расположить на поверхности дисплеев, где они будут одновременно играть роль активных датчиков и источников электрической энергии. И такие генераторы можно нанести практически на любую поверхность, превратив ее в источник энергии. Надежность такой технологии получения электрической энергии достаточно высока, даже опытные образцы трибоэлектрических генераторов выдерживали без потери своих характеристик более 100 тысяч операционных циклов. Помимо этого, процесс производства генераторов достаточно прост и дешев, что позволит без проблем развернуть их крупномасштабное производство.