Учёные из Китая разработали первый в мире эластичный материал, похожий на резинку, который способен преобразовывать тепло человеческого тела в электричество. Это открытие может избавить умные часы и другие носимые устройства от громоздких аккумуляторов и необходимости частой подзарядки.
Материал сочетает в себе упругость и высокую эффективность термоэлектрического преобразования — комбинацию, которая ранее считалась недостижимой.
Как это работает
Разработка основана на принципах термоэлектричества, при котором энергия возникает из разницы температур. Температура человеческого тела в среднем держится на уровне 37 °C, тогда как окружающая среда обычно холоднее на несколько градусов. Новый материал использует этот перепад для генерации электричества.
До сих пор высокопроизводительные термоэлектрические материалы были либо слишком жёсткими, либо теряли эффективность при растяжении. Китайские исследователи объединили полупроводниковые полимеры с эластичной резиной и создали нанофиброзную структуру, которая сохраняет как проводимость, так и растяжимость.
Образец выдержал растяжение до 850 % от исходной длины, при этом на 150 % растяжения восстанавливал более 90 % формы — показатели, сопоставимые с натуральным каучуком. Дополнительная обработка усилила его электрические свойства, приблизив эффективность к уровню традиционных неорганических материалов.
Зачем это нужно
Разработка открывает перспективы для множества практических применений. В первую очередь речь идёт о носимой электронике: браслеты, часы или медицинские датчики смогут питаться от тепла кожи без тяжёлых батарей.
Учёные также рассматривают возможность использования материала в одежде, которая будет подзаряжать смартфон прямо в кармане и одновременно регулировать температуру тела.
В медицине технология может заменить громоздкие аккумуляторы в приборах для долговременного мониторинга пациентов, например, с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Кроме того, «термоэлектрическая резинка» может обеспечивать энергией устройства в условиях удалённой связи — например, за счёт тепла костра.
Исследование опубликовано в журнале Nature.
