Недовольны работой аккумулятора вашего смартфона?

Помощь может быть в пути от одной из самых распространенных, но плохо понимаемых форм производства электроэнергии: статического электричества.

«Почти каждый щелкнул пальцем по дверной ручке или видел, как детская прическа прилипла к воздушному шарику. Чтобы включить эту энергию в нашу электронику, мы должны лучше понять движущие силы, стоящие за ней», — говорит Джеймс Чен, кандидат технических наук, доцент факультет машиностроения и аэрокосмической техники в Школе инженерных и прикладных наук в университете в Буффало.

Чен является соавтором исследования в декабрьском номере журнала «Электростатика», в котором говорится, что причиной этого феномена, вызывающего выпадение волос, являются крошечные структурные изменения, которые происходят на поверхности материалов, когда они вступают в контакт друг с другом.

Это может в конечном итоге помочь технологическим компаниям создать более устойчивые и долговечные источники питания для небольших электронных устройств.

При поддержке гранта Национального научного фонда в размере 400 000 долларов США Чэнь и Зайд Лесеман, кандидат технических наук, доцент кафедры механики и ядерной инженерии в Канзасском государственном университете, проводят исследования по трибоэлектрическому эффекту, явлению, при котором один материал становится электрически заряженным после контакта другой материал через трение.

Трибоэлектрического эффект был известен с древних времен, но инструменты для понимания и применения его стали доступны только в последнее время в связи с появлением нанотехнологий.

«Идея, которую представляет наше исследование, прямо отвечает этой древней загадке, и она может объединить существующую теорию. Численные результаты согласуются с опубликованными экспериментальными наблюдениями», — говорит Чен.

Исследования, проводимые Ченом и Леземаном, представляют собой сочетание дисциплин, включая механику контактов, механику твердого тела, материаловедение, электротехнику и производство. С компьютерными моделями и физическими экспериментами они являются инженерными трибоэлектрическими наногенераторами (TENG), которые способны контролировать и собирать статическое электричество.

«Трение между пальцами и экраном вашего смартфона. Трение между вашим запястьем и умными часами. Даже трение между вашей обувью и землей. Это большие потенциальные источники энергии, к которым мы можем подключиться», — говорит Чен. «В конечном итоге, это исследование может повысить нашу экономическую безопасность и помочь обществу, уменьшив нашу потребность в традиционных источниках энергии».