Электретами называют диэлектрики, сохраняющие поляризованное состояние долгое время после снятия внешнего воздействия, которое привело к поляризации (появлению заряда) поверхности этого диэлектрика. Вследствие этого электрет и создаёт в окружающем пространстве квазипостоянное электрическое поле. Если к нему подсоединить конденсатор, то в нём будет накапливаться заряд. Чтобы это происходило систематически, на электрет должно периодически воздействовать электромагнитное поле.

Схема проста и легко масштабируема: она может вместить сотни капель без значительного увеличения размеров устройства. (Здесь и ниже иллюстрации Zhaochu Yang et al.)

Цзао Чу Дун вместе с коллегами разработал микрогенератор, использующий капельку проводящей жидкости, ползающую взад-вперёд по электретной плёнке и при наличии внешних низкочастотных вибраций вызывающую появление электрического заряда на стороннем конденсаторе. По сути, это почти электретный микрофон, только ток здесь появляется от колебаний другой частоты, соответствующей колебаниям человеческого тела при ходьбе, жестикуляции и других движениях.

Движения капли проводящей жидкости по электретной подложке постоянно поляризует электрет, служащий источником энергии для конденсатора.

Прототип генератора крайне мал: капля, самая крупная его деталь, имеет диаметр 1,2 мм (крошечная росинка), а толщина электретной плёнки не превышает 2 мкм. Но от этой единственной капли была получена пиковая мощность в 0,18 мкВт.

Авторы изобретения отмечают, что устройство легко масштабируется, вплоть до сотен капель (и более) на одной плёнке. Во время ходьбы оно сможет вырабатывать достаточно энергии, чтобы питать смартфон. Определённая выработка должна сохраняться и при езде на велосипеде или автомобиле, особенно если дорога неровная.

Соответствующая работа опубликована исследователями в журнале Applied Physics Letters.

Так что, как мы видим, Матрица уже с нами: человек, похоже, всё-таки станет источником энергии для машин, пусть пока только портативных.

Подготовлено по материалам Applied Physics Letters.
Источник