НОВОСТИ О ФТОРОПЛАСТАХ

 

Достижения в области носимых устройств и интернета вещей привели к разработке источников питания, которые не требуют замены. При этом ожидается применение экологичных технологий сбора энергии, которые преобразуют малейшую энергию, присутствующую в окружающей среде, в электричество. Среди таких производство электроэнергии с использованием "акустических волн", которое привлекает внимание, поскольку на него меньше всего влияют сезонные и региональные изменения климата, чем на производство электроэнергии, использующее свет или температуру.

В развитие экологичных технологий, например, предложены полы для генерации электроэнергии с использованием традиционных пьезоэлектрических материалов и элементы генерации звуковой энергии с трехмерной структурой, способные резонировать и усиливать звуковую энергию с определенной частотой. Однако тонкому элементу трудно придать трехмерную структуру, а переработать в тонкий элемент такую конструкцию, как мельчайшее отверстие для усиления звука, технически сложно. Считается, что сделать генерирующий элемент тонким и высокоэффективным с точки зрения производительности затруднительно.

На этот раз исследовательская группа разработала ультратонкий «наносетчатый элемент для преобразования звуковой энергии» толщиной 50 мкм или менее путем ламинирования нескольких листов нановолокон, сформированных по технологии, называемой «электроспиннинг». Этот элемент формируется путем размещения листа нановолокна из поливинилиденфторида (ПВДФ) - пьезоэлектрического материала, между двумя листами нановолоконного электрода и имеет структуру со множеством микропор.

 

Рис. Новый элемент, изготовленный методом электроспиннинга.

 

Кстати, метод электроспиннинга или электропрядение — это технология, при которой высокое напряжение подается на тонкое заостренное сопло для выброса жидкого материала (в том числе из раствора) для создания волокон наноразмерного диаметра.

Вибрации воздуха, вызванные звуком, передаются непосредственно на лист нановолокна ПВДФ, который является хорошим пьезоэлектриком и поэтому он может генерировать больше энергии, чем обычные пьезоматериалы. Кроме того, благодаря ориентации волокон нановолоконного листа ПВДФ в одном направлении была достигнута самая высокая в мире генерируемая мощность - 8,2 Вт/кв. м.

 

Рис. Характеристики выработки электроэнергии наносеточным элементом преобразования звуковой энергии говорят, что он генерирует самую высокую в мире плотность мощности (8,2 Вт/м²) среди тонких акустических устройств для источника звука в 115 дБ.

В процессе исследований, прикрепив к маске собственно разработанный наносетчатый элемент, можно было преобразовывать звуки разговоров и музыки из окружающей среды в электричество и зажигать светодиод. Было подтверждено, что его можно использовать в качестве источника питания для измерения датчиками параметров температуры или влажности, а также для беспроводной передачи данных. В будущем ожидается применение этого устройства в качестве источника питания для интернета вещей (IoT) и носимых устройств.