Об этом сообщает «КТРК» со ссылкой на SciTechDaily
Научное сообщество постоянно ищет способы утилизации отходов с пользой для общества и экологии. Одной из последних разработок стали устройства для генерации электричества, созданные из кожуры помело. Эти инновационные решения позволяют не только сократить объемы пищевых отходов, но и производить электроэнергию для питания мелкой электроники без необходимости внешних источников энергии.
Исследование, проведенное учеными Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн, демонстрирует, как с помощью простой переработки можно превратить спонтанно образующиеся отходы в ценные технологические продукты. Устройства, созданные из помело, также способны выполнять функции биомеханических сенсоров, отслеживая движения человеческого тела и открывая новые возможности в области здравоохранения и реабилитации.
Преобразование кожуры в энергию
Помело — крупный цитрусовый фрукт, широко выращиваемый в Юго-Восточной и Восточной Азии, — обладает толстой, пористой кожурой, которая обычно выбрасывается. Исследователи решили использовать эту естественную структуру для создания трибоэлектрических наногенераторов, способных преобразовывать механическую энергию в электрическую.
Команда ученых очистила кожуру от внешнего слоя, нарезала внутреннюю белую часть на мелкие куски и подвергла их лиофильной сушке для сохранения объемной структуры. Это позволило сохранить уникальные механические свойства материала, которые стали основой для создания новых энергетических устройств.
Принцип работы на основе контактной электрификации
Основой технологии стала контактная электрификация, процесс, при котором статическое электричество образуется при трении двух различных материалов. Для устройства использовали слои из кожуры помело и полиимида, между которыми происходил обмен зарядами при внешнем воздействии.
При соединении с медными электродами полученные устройства смогли эффективно генерировать электричество. При простом нажатии на сенсор рукой загорались до 20 светодиодов, а калькуляторы и спортивные часы начинали работать без подключения к электросети.
Использование в биомеханических сенсорах
Благодаря высокой чувствительности к силе нажатия и частоте движений устройства на основе кожуры помело нашли применение в биомеханическом мониторинге. Они способны отслеживать движения суставов, походку и другие физические активности человека за счет генерируемых при движении электрических сигналов.
Эта технология имеет большой потенциал в сфере медицинской реабилитации, позволяя создавать недорогие и эффективные сенсоры для анализа физического состояния пациентов. Разработка также открывает путь к созданию новых систем для отслеживания здоровья и фитнеса без использования традиционных источников питания.
Перспективы утилизации пищевых отходов
Разработка устройств на основе кожуры помело демонстрирует, как можно эффективно использовать пищевые отходы для создания высокотехнологичных решений. Помимо сокращения объема мусора, такие технологии способствуют снижению зависимости от невозобновляемых ресурсов.
Ученые планируют расширять исследования в этом направлении, рассматривая возможности переработки других видов пищевых и сельскохозяйственных отходов. Это открывает перспективы для устойчивого развития и внедрения инновационных решений в различные отрасли промышленности.
Напомним, ранее мы писали о том, почему предсказать работу батареи так же сложно, как предугадать дорожные пробки.
