Голь на выдумку хитра или электроника из отходов.

Носимые устройства вскоре могут быть полностью изготовлены из переработанных отходов и питаться от движений человека благодаря новому устройству сбора энергии. Источник.

В эпоху экологических напастей, вызванных человеческой деятельностью, мы уже настолько привыкли к призывам спасти этот мир, что всё меньше их замечаем, а порою – даже и заметив – не обращаем на них совершенно никакого внимания. Мы привыкли к изменившимся условиям. Впрочем, теория эволюции тут пожала бы плечами – мол, ничего удивительного. Наверное, поэтому нас могут зацепить в основном лишь новые тенденции мозговзрывательной «высокой моды», построенные на обыгрывании безумным кутюрье темы озабоченности будущим планеты.

Однако тем больше нас способны заинтересовать и даже обрадовать сообщения о реальных действиях вроде очищения океана от мусора и новых способов утилизации оного на суше. А особняком в этом «вишлисте» стоят вести о чуть ли не авантюрных технологических затеях, способных, как говорится, убить сразу двух зайцев...

В общем, как вам перспектива носить на запястье использованные бумажные салфетки и пластиковые стаканчики? А если они будут снабжать энергией вашу электронику? Интригует, не правда ли?

Но, прежде чем начать, нельзя не упомянуть, что всё это не от хорошей жизни: электронные отходы, включающие пластик, токсичные и полупроводниковые компоненты, резко увеличивают загрязнение окружающей среды. С одной стороны, именно поэтому сегодня много внимания уделяется использованию экологически чистых материалов для таких устройств. А с другой – есть ещё одна, не столь явная для обывателя, причина:

«Недолго осталось до момента, когда мы должны будем спросить себя, какие из наших предметов не подключены к Интернету, – говорит доктор Бхаскар Дудем, руководитель проекта и научный сотрудник Института передовых технологий Университета Суррея (ATI). – Как бы то ни было, текущая революция Интернета Вещей (IoT) выявляет тот простой факт, что наша планета не имеет необработанных ресурсов, чтобы продолжать производить эти устройства, пользующиеся таким высоким спросом».

Итак, в университете Суррея ведутся работы в подобном направлении, и кое-что уже можно представить в качестве некоторых основополагающих итогов. Если вкратце, то уже можно утверждать, что, во-первых, носимые устройства вскоре действительно могут быть полностью изготовлены из переработанных отходов и – хоть и во-вторых, но, наверное, это не менее важно – питаться за счёт наших движений. Именно о новом устройстве сбора энергии, позволяющем это, и пойдёт речь ниже.

Как вы могли догадаться, выброшенные бумажные салфетки и пластиковые стаканчики не особо вдохновляли эстетический вкус технарей, поэтому учёные их всё-таки переработали и представили сделанное из них носимое устройство, работающее на энергии наших движений. Помимо обеспечения этой своего рода автономии, прототип прибора, располагаемого на запястье, способен передавать азбуку Морзе. Как раз на внедрении своей технологии в так называемых умных часах и сосредоточена теперь команда исследователей.

«Наше исследование показывает, что существует путь к созданию жизнеспособной технологии, работающей на электроэнергии, производимой нами, пользователями этой технологии», – говорит доктор Дудем.

«Автономию» своего устройства сами учёные берут в кавычки, поскольку она, всё же, условна. Но хотя эта независимость и не полноценна, она является важным шагом в энергосистеме нашего будущего образа жизни. Процесс вырабатывания и сбора энергии базируется на благоприятном подборе материалов, способных обрести заряд после контакта друг с другом. Эти материалы известны в науке под фантастическим названием «трибоэлектрические наногенераторы» (они же TENG). В результате явления электростатической индукции (вследствие перемещения относительно друг друга), между ними возникает статический заряд, который и используется для сбора энергии.

И да, этот самый TENG создан на основе переработанных пластиковых и бумажных отходов салфеток. Причём, для достижения лучшего результата, к бумаге из мусорного бака применено углеродное покрытие. Полученный на основе этого наногенератор сперва используется для питания маломощных электронных устройств, а затем уже для генерации азбуки Морзе для автономной связи. Расшифровка набранного на языке Морзе сообщения происходит специально настроенной программой LabVIEW, которая и считывает переданный сигнал. В ходе дальнейшей проработки и улучшения дизайна, была разработана 9-сегментная клавиатура, использующая 9 отдельных генераторов, подключённых к общему контроллеру для отображения срабатывания всех 9 сегментов на экране компьютера. 

Разработчики считают, что их изобретение может в будущем изменить правила игры в потребительском, медицинском и охранном секторах. Справедливости ради, нужно отметить, что этот подход, в принципе, не нов, и попытки сделать нечто подобное уже предпринимались ранее (вспомнить, хотя бы, как решили проблему передачи радиосигнала от устройств к носимым датчикам и обратно в университете Пенсильвании, когда простая механика также спасла положение).

Однако, как известно, идеалов в мире нет, и идеальных решений – тоже. Поэтому в будущем мы увидим ещё немало предложений подобного толка. И тем не менее все они важны: целесообразность применения того или иного решения целиком зависит от соответствия выбранного инженерами варианта поставленной задаче и условиям её осуществления. Несмотря на это есть ещё кое-что объединяющее все подобные решения:

«Основная миссия Института передовых технологий — помочь построить мир, в котором чистая энергия будет доступна для всех, – говорит профессор Рави Сильва, директор ATI в Университете Суррея. – Наша технология сбора энергии воплощает эту ключевую миссию, и мы готовы работать с промышленностью, чтобы эта технология полностью реализовала свой потенциал».

В общем, «счастье для всех, даром, и пусть никто не уйдёт обиженный», – как высказались однажды Стругацкие.

«…И чтоб зайцы не пострадали», – хочется добавить нам.

АРМК, по материалам Университета Суррея.