Резина генерирует ток из тепла тела

05.09.2025

Ученые из Пекинского университета создали материал, который одновременно обладает эластичностью и способностью генерировать электричество за счет тепла человеческого тела. Это первая в мире термоэлектрическая резина, которая может непрерывно питать сенсоры, медицинские устройства и даже небольшие средства связи.

Главная идея открытия основана на температурном контрасте. Организм поддерживает стабильные 37 °C, тогда как окружающая среда почти всегда холоднее. Именно эта разница превращается в источник энергии. "Мы первые предложили концепцию термоэлектрической резины", - подчеркивает автор исследования, материаловед Лей Тин.

Ключом к успеху стало удачное объединение полупроводниковых полимеров с гибкой резиновой основой. Ученые разработали особую нановолоконную сеть, которая сохраняет высокую электропроводность даже тогда, когда материал подвергается сильному растяжению. Благодаря этому удалось соединить свойства, которые раньше казались несовместимыми: пластичность эластомеров и эффективность неорганических термоэлектриков.

Результаты оказались впечатляющими. Резина способна растягиваться более чем на 850 процентов от своей начальной длины и при этом после деформации до 150 процентов восстанавливает свыше 90 процентов исходной формы. Добавленные примеси обеспечили высокую эффективность, сравнимую с характеристиками традиционных твердых термоэлектрических материалов.

Особое значение это открытие имеет для эластомеров n-типа, которые проводят электроны. До настоящего момента совмещение высокой электропроводности и эластичности в подобных системах было нерешенной задачей. Работа китайской команды показала, что это возможно, если изменить сам подход к структуре материала.

Практические применения выглядят многообещающе. В медицине новая технология способна заменить крупные аккумуляторы в кардиомониторах и сенсорах легкими модулями, питающимися от тепла тела. В сфере носимой электроники можно создавать смарт-часы и браслеты, которые никогда не требуют подзарядки. В условиях экстремальных ситуаций, например при пожарах, резина сможет служить источником питания для связи или датчиков, работающих от теплового излучения.

Не менее интересна перспектива интеграции материала в одежду. Такая ткань не только будет регулировать температуру тела, но и обеспечит энергией мобильные устройства. Таким образом, человек превратится в полноценный "генератор", где каждая калория тепла будет находить полезное применение.

<< Назад: 6K-монитор LG UltraFine 32U990A 06.09.2025

>> Вперед: Электровелосипед Kingbull Rover 2.0 05.09.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Сенсоры имплантируют людей и создут единую сеть 02.06.2012 Организация IEEE анонсировала новый стандарт обмена информацией IEEE 802.15.6-2012. Он разработан с целью беспроводной передачи данных между весьма маломощными устройствами, функционирующими в непосредственно близи от человеческого тела. При этом инженеры постарались минимизировать влияние человеческого тела на производительность беспроводной сети, причем вне зависимости от конкретной реализации устройств с поддержкой IEEE 802.15.6-2012. Все это позволит разработать новое поколение имплантируемых беспроводных устройств, ускорит приход и развитие новых технологий отслеживания состояния организма, а кроме этого приведет к созданию целого спектра устройств так называемого класса "носимой электроники". Протокол IEEE 802.15.6-2012 относится к интерфейсу передачи данных на короткие расстояния, но тем самым обеспечивается крайне низкое энергопотребление устройств и высокая надежность обмена важной информацией. Эти требования необходимы для работы аппаратуры в непосредственной близи от человеческого тела или даже внутри организма. При этом обеспечивается достаточно высокая скорость передачи данных - до 10 Мбит/с, что позволяет реализовать самые смелые и революционные идеи. Применение подобного протокола беспроводной передачи информации видится практически безграничным. Во-первых, это всевозможные системы мониторинга состояния организма. Начиная с таких привычных анализов, как электроэнцефалография, электрокардиограмма, заканчивая постоянным слежением за основными жизненными показателями: температура тела, частота сердечного пульса, давление. Во-вторых, появляется возможность создания систем автоматической "доставки" медикаментов в кровь, независимо от состояния человека. Например, при сахарном диабете инсулин поступал бы в кровь в случае падения глюкозы в крови ниже определенного уровня. И это самые простейшие применения, которые можно реализовать в самые кратчайшие сроки. Это что касается медицинского применения протокола IEEE 802.15.6-2012. Сфер применения новой технологии, на самом деле, бесчисленное множество, в том числе и в революционно новых системах развлечений и игр. Интегрированные в одежду сенсоры можно будет объединить в беспроводную сеть, постоянно следящие за движением пользователя, его расположением относительно окружающих предметов, получать информацию об условиях, в которых он находится и пр. На основании этих данных можно реализовать идею "умного дома" на совершенно ином уровне, с гораздо большим комфортом для пользователя и "предугадывая" его желания.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026