Ученые из Университета Малаги в Испании (University of Málaga in Spain) и Итальянского технологического института (Italian Institute of Technology) разработали футболку, которая вырабатывает электричество. Кроме хлопка в составе инновационной вещи есть томатная кожура.
Футболка вырабатывает электричество, используя разницу температур тела человека и окружающей среды. Это означает, что тепло тела, вырабатываемое при беге, ходьбе или занятиях спортом, и температура окружающего, более холодного воздуха, преобразовывается в тепловую энергию, пишет
Fast Company.
В нашей жизни есть много примеров тепловой энергии – прогревание воздуха за счет солнца, нагревание конфорки плиты, которое доводит воду до кипения. Но также есть множество примеров потерянной тепловой энергии или «теплоотходов» (waste heat) – то есть неиспользованного тепла, выделяемого в окружающую среду машинами, электроприборами и даже деятельностью человека, уточняют авторы.
Такое тепло можно использовать, используя так называемый термоэлектрический эффект, который позволяет преобразовывать разницу температур в электрическое напряжение. Если подключены два провода, и одна сторона нагревается, электроны начинают перемещаться в сторону охлаждающего элемента, создавая при этом ток, протекающий через контур. Некоторые материалы выступают в качестве проводников тока и могут преобразовывать разницу температур в источник питания. Исследователи говорят, что футболка улавливает тепло, выделяющееся из нашего тела, которое, в свою очередь, контрастирует с прохладным воздухом. В результате производится электричество.
Зачастую материалы, преобразующие тепловую энергию в электрический ток, являются дефицитными и не очень экологичными – например, теллур, который можно найти в составе золота или платины. Кроме того, подобные материалы дорогие, жесткие и токсичные, а значит, они непригодны для ношения, объясняет член кафедры молекулярной биологии и биохимии Университета Малаги (Department of Molecular Biology and Biochemistry of the University of Málaga) и один из авторов проекта Хосе Алехандро Эредиа (José Alejandro Heredia).
Эредиа и другие авторы разработки хотели найти «гибкие, биоразлагаемые и износостойкие материалы для термоэлетрического применения, которые могут производить электричество на основе разницы температур тела и окружающей среды».
Проблема, однако, заключалась в присоединении этих материалов к хлопковой футболке, и для ее решения исследователи использовали томатную кожицу, которая смогла проникнуть в хлопок и придать ткани электрические свойства через биоразлагаемые материалы.
Почему именно кожура от томатов? «Она являлась, так или иначе, клеем на био-основе», говорит Эредиа. «Интересно, что эта кожица является дешевым побочным продуктом от томатной промышленной индустрии. В этом смысле, с точки зрения циркулярной экономики, мы обеспечиваем вторую жизнь этому отходу», поясняет испанский ученый.
В результате получился жидкий раствор, состоящий из томатной кожи и углеродных наночастиц, который можно распылить на обычную футболку и создать «электронный текстиль». По словам Эредиа, они проверили устойчивость этих материалов к стирке, и результаты оказались многообещающими. «Тем не менее, мы уже работаем над улучшенной версии, которая будет полностью устойчивой к стирке и глажке», – добавляет он.
Для этого прототипа электронного текстиля исследователи использовали углеродопроводяющую ленту для подключения футболки к внешним проводам, чтобы показать, что она может производить электричество – так, к примеру, она была в состоянии включить светодиодный свет. В настоящее время ученые не нашли способ сохранить эту энергию в рамках ткани, но они надеются сделать это в будущем.
«Для начала, как мы думаем, эта ткань может быть использована для исключительных целей – таких, как добыча энергии в экстремальных условиях (в космических или военных целях), но в дальнейшем она также может применяться в индустрии моды», – говорит Эредиа. Также есть возможность интегрировать в ткань футболки дополнительные функции – например, освещение, датчики и даже Wi-Fi (ранее был создана Wi-Fi-антенна из томатной кожицы и графена).
Фото: Pixabay/
openclipart
