Японские исследователи разработали жидкий электрет, способный почти постоянно сохранять статическое электричество. Затем они объединили этот материал с мягкими электродами, чтобы создать первое в мире сгибаемое и растягиваемое вибрационное устройство.
Это устройство легко деформируется и способно преобразовывать очень слабые вибрации в электрические сигналы. Таким образом, его можно применить для создания особых медицинских устройств, таких как кардиостимулятор с автономным питанием.
Систему разработали японском Национальном институте материаловедения (National Institute for Materials Science, NIMS). Электрет, способный частично удерживать электрический заряд, может генерировать напряжение при изменении его расстояния до соответствующего электрода.
Из-за этого свойства электретные материалы могут быть применимы для разработки вибрационных (пьезоэлектрических) устройств и датчиков, способных преобразовывать внешнюю вибрацию и давление в электрические сигналы.
Однако обычные электрет – твердый, негибкий и не способен деформироваться в сложные формы. Это делает такие материалы непригодными для использования при разработке носимых датчиков сердцебиения и пульса. Поэтому ученые и пытаются разработать сгибаемые виброустойчивые устройства.
В NIMS создали уникальный электрет
Исследовательская группа NIMS изобрела порфирин – органическое соединение с гибкой структурой, в результате чего при комнатной температуре образуется жидкий материал, способный стабильно удерживать статический заряд.
Затем ученые разработали устройство с питанием от вибрации. Сначала к жидкому материалу было подведено высокое напряжение, что позволило его зарядить. Затем материалом пропитали текстиль, помещенный между мягкими полиуретановыми электродами, интегрированными с посеребренными волокнами в качестве электропроводки.
Когда на поверхность устройства нажимают пальцем, оно генерирует напряжение в диапазоне от 100 до 200 мВ и стабильно работает в течение не менее 1,5 месяцев. В будущем NIMS надеется использовать систему не только в медицине, но и в других сферах.
