Понедельник 16 февраля 2026 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Технологии» Ученые разработали деревянный пол, вырабатывающий электричество от шагов


Ученые разработали деревянный пол, вырабатывающий электричество от шагов

Среда, 01 Сентября 2021 23:02

Исследователи из Швейцарии разработали деревянный «наногенератор», который использует энергию шагов для выработки электроэнергии. Они показали, как деревянные полы могут собирать достаточно энергии для включения светодиодной лампы, что является потенциальным прорывом в области энергоэффективности в дизайне интерьеров. Информация по разработке была опубликована  в журнале Matter. 

 

Наногенератор состоит из двух кусков дерева с разными покрытиями, зажатых между двумя слоями электродов. Деревянные детали становятся электрически заряженными из-за периодических контактов и разделений при наступлении на них - явление, называемое трибоэлектрическим эффектом. Именно этот эффект, например, позволяет воздушному шару приобретать электрический заряд при трении о волосы. 

 

Хотя этот наногенератор на данный момент является всего лишь прототипом, он  все же дает понимание, как в будущем люди смогут приводить в действие устройства в своем доме, просто гуляя по комнате. Исследователи не сообщили, сколько это может стоить и когда технология может оказаться в широком доступе.

 

Исследование было проведено экспертами ETH Zurich в Швейцарии, Чунцинского университета в Китае и Северо-Западного университета в Иллинойсе. «Энергоэффективность зданий можно значительно повысить, если строительные материалы будут преобразовывать механическую энергию жителей непосредственно в полезную электроэнергию. В этом отношении особенно перспективны подходы, основанные на трибоэлектрических эффектах. Дерево - превосходный строительный материал, который высоко ценится за присущую ему экологичность, низкую стоимость и эстетическую ценность», - поясняют они.

 

Команда ученых начала с преобразования дерева в наногенератор, вставив два куска функционализированной древесины между электродами. Это шаги, которые вызывают трибоэлектрический эффект, заставляя деревянные части электрически заряжаться. Во время трибоэлектрического эффекта электроны - субатомные частицы, переносящие электричество в твердых телах, - могут переходить от одного объекта к другому, генерируя электричество. 

 

Однако есть одна проблема с изготовлением наногенератора из дерева. Дерево в основном трибонейтрально, то есть древесина не имеет реальной тенденции приобретать или терять электроны. Это ограничивает способность материала вырабатывать электричество, поэтому задача состоит в том, чтобы сделать древесину способной притягивать и терять электроны.

 

Чтобы улучшить трибоэлектрические свойства древесины, ученые покрыли один кусок дерева полидиметилсилоксаном, силиконом, который приобретает электроны при контакте. Второй слой древесины был залит нанокристаллами, называемыми цеолитным имидазолатным каркасом-8 (ZIF-8).  Он представляет собой гибридную сеть из ионов металлов и органических молекул и имеет более высокую тенденцию к потере электронов. 

 

Они также протестировали различные виды древесины, чтобы определить, могут ли определенные породы или направление резки древесины влиять на ее трибоэлектрические свойства, служа лучшей основой для покрытия. Исследователи обнаружили, что трибоэлектрический наногенератор, сделанный из радиально обрезанной ели, обычной древесины для строительства в Европе, показал наилучшие результаты. 

 

Вместе эти обработки повысили производительность трибоэлектрического наногенератора - он генерировал в 80 раз больше электроэнергии, чем натуральное дерево. Электроэнергия устройства была стабильной при постоянных нагрузках до 1500 циклов.

 

Исследователи обнаружили, что прототип деревянного пола с площадью поверхности немного меньше листа бумаги может производить достаточно энергии для питания бытовых светодиодных ламп и небольших электронных устройств. Они успешно зажгли лампочку с помощью прототипа, когда взрослый человек прошел по нему, превратив шаги в электричество.

 

По словам разработчиков, наногенератор также сохраняет свойства, которые делают древесину полезной для дизайна интерьера, в том числе механическую прочность и теплые цвета. Эти особенности могут способствовать использованию древесных наногенераторов в качестве источников зеленой энергии в умных зданиях.Они также говорят, что деревянные конструкции могут помочь смягчить последствия изменения климата, улавливая CO2 из окружающей среды на протяжении всего срока службы материала.

 

Следующим шагом ученых является дальнейшая оптимизация наногенератора с помощью химических покрытий, которые являются более экологичными и простыми в применении. «Конечная цель - понять потенциальные возможности древесины, выходящие за рамки уже известных, и придать древесине новые свойства для будущих устойчивых умных зданий», - отметили разработчики. 

 
 

 
 
Николаева Мария Опубликовано в Технологии  
Читайте также
В России разработана автономная система для раннего выявления пожаров В России разработана автономная система для раннего выявления пожаров Группой специалистов Томского политехнического университета (ТПУ) разработан алгоритм, позволяющий оперативно обнаруживать пожары. Система базируется на минимуме числа датчиков, показывающих все характеристики пожара. Она способна функционировать автономно и отсылать уведомления, рассказали…
Первым МГМУ разработано приложение для оценки рисков болезней сердца по голосу Первым МГМУ разработано приложение для оценки рисков болезней сердца по голосу Командой выпускников Цифровой кафедры Сеченовского университета разработан прототип цифрового приложения на базе ИИ, который позволит оценивать риск сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний на основе голосовых биомаркеров. Для осуществления анализа пользователь должен…
ПО для повышения эффективности редкоземельных лазеров создали в России ПО для повышения эффективности редкоземельных лазеров создали в России Программа для моделирования импульсных режимов генерации в редкоземельных волоконных лазерах разработана в Новосибирском государственном техническом университете (НГТУ). Новинка даёт возможность повышения эффективности исследований, коррелированных с физикой и техникой лазерных систем, …
Интернет и СМИ
Главное за сутки
Богомаз: 15 февраля Брянская область пережила самую мощную атаку БПЛА Богомаз: 15 февраля Брянская область пережила самую мощную атаку БПЛА Брянская область 15 февраля пережила самую мощную и массированную атаку, такого количества беспилотников одновременно за сутки не запускали ни на один регион России. Об этом сообщил губернатор региона Александр Богомаз.…
За сутки ВСУ атаковали Белгородскую область с помощью более 80 БПЛА  За сутки ВСУ атаковали Белгородскую область с помощью более 80 БПЛА  Вооруженные силы Украины атаковали населенные пункты Белгородской области с помощью более 80 беспилотников и выпустили более 10 боеприпасов за минувшие сутки. Об этом сообщается в Telegram-канале оперштаба региона. "В Белгородском…
В КНДР построили улицу в честь участников боевых действий в Курской области В КНДР построили улицу в честь участников боевых действий в Курской области Строительство улицы Сэбёль ("Новая звезда") в честь героев-бойцов операции по освобождению Курской области от украинских боевиков завершилось в столице КНДР в районе Хвасон ("Марс"). В церемонии принял участие глава государства…
Тема дня
Японию все активнее готовят к войне с Россией и Китаем Японию все активнее готовят к войне с Россией и Китаем

Усиливающуюся реваншистскую риторику Токио поддерживают США, которые также де-факто не признают Кури...

Фото
Археологи раскрыли гигантские масштабы римских рудников  Археологи раскрыли гигантские масштабы римских рудников 

В междисциплинарном исследовании, опубликованном в журнале Geoheritage, показано, что добыча кристал...

Опрос

Получат ли США Гренландию?

 

Анекдот дня

Когда вам покажется, что вы не справитесь, вспомните, что вы из поколения, которое писало сочинения на три страницы. Из головы! Ручкой на большой перемене!

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".