Полимерные шарики генерируют электроэнергию для самозаряжающихся устройств с помощью простого трения

Международная группа исследователей открыла простой и экологически чистый способ питания для следующего поколения самозаряжающейся электроники. Работа опубликована в журнале Nano Energy.

Как работает технология

Заставляя крошечные пластиковые сферы двигаться друг относительно друга, учёные генерируют электричество за счёт трения. Вместо использования сложных фторполимерных материалов исследователи создали ультратонкие структурированные слои из сфер полиметилметакрилата (ПММА) с помощью простой техники трения. Обычно производство таких ультратонких плёнок требует высокотехнологичного оборудования и является дорогостоящим и сложным процессом.

В результате получаются тонкие плёнки толщиной всего в несколько микрометров — примерно в 10 раз тоньше человеческого волоса — которые можно недорого наносить на любую твёрдую поверхность.

При сжатии двух слоёв сфер — одного из более мелких частиц и другого из слегка более крупных — частицы электризуются благодаря трибоэлектрическому эффекту. Это тот же эффект, который вызывает электризацию воздушного шара, потёртого о волосы в сухие зимние дни, что часто приводит к небольшому статическому разряду.

Потенциальные применения и экологические преимущества

Когда слои сжимались рядом с вибрационным динамиком (как в смартфоне), исследователям удалось генерировать напряжение почти 0,5 киловольт, хотя и с очень малым током в 4 наноампера. Это открывает возможность питания умных часов во время физических упражнений, что ведёт к более устойчивому использованию энергии.

Поскольку метод не использует растворителей и не relies on токсичных фторполимеров, он является более экологически чистым и простым в производстве. Таким образом, эта техника предлагает быстрый и масштабируемый способ создания поверхностей, собирающих энергию, используя не более чем микроскопические пластиковые сферы.

В команду вошли исследователи из Рижского технического университета (Латвия), Университета RMIT (Австралия) и института MESA+ (Нидерланды) вместе с Игнасом Джимидаром (Свободный университет Брюсселя — факультет химической инженерии, CHIS).

Больше информации: Ignaas S.M. Jimidar et al, Strong piezoelectric-like electromechanical response from single granular PMMA interface, Nano Energy (2025). DOI: 10.1016/j.nanoen.2025.111519

Источник: Свободный университет Брюсселя

ИИ: Эта разработка выглядит многообещающей для создания действительно автономных носимых устройств, которые не требуют регулярной подзарядки от сети. Особенно впечатляет экологичность метода — отсутствие токсичных компонентов и растворителей делает технологию действительно перспективной для массового внедрения.