Умный ремешок соберет энергию от движений челюсти
Эксперимент с пьезоэлектрическим ремешком. Фото: Smart Materials and Structures/ IOP Publishing
Ученые из Канады придумали умный ремешок, который способен аккумулировать механическую энергию от движений челюсти, например в результате употребления жевательной резинки. Аккумулированная энергия может пригодиться для питания ряда устройств. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Smart Materials and Structures.
Устройство состоит из полимерного материала с пьезоэлектрическими свойствами: при механических нагрузках (растяжении и сжатии) в нем возникает разность потенциалов, и начинает течь электрический ток. Ремешок крепится при помощи наушников и специальных приспособлений на нижнюю челюсть. При движениях челюсти ремешок растягивается (и сжимается), тем самым способствуя возникновению электрического тока.
Только во время еды, по оценкам ученых, такое устройство способно развивать мощность в среднем до семи милливатт. Для этого исследователи проводили эксперименты, в которых они просили испытуемых жевать резинку. Специалисты посчитали, что развиваемой ремешком мощности недостаточно для питания современных электрических приборов. Однако, увеличивая число слоев пьезоэлектрического материала в ремешке, ученые надеются устранить это затруднение.
Так, по их словам, 20 слоев пьезоэлектрика с общей толщиной в шесть миллиметров будет достаточно для получения выходной мощности в 200 микроватт для питания слухового аппарата.
Самой дорогой конструктивной частью аппарата является пьезоэлектрический материал, стоимость которого в опытном образце составляет около 20 долларов. По мнению ученых, покупка умного ремешка будет выгоднее приобретения одноразовых батареек: он сможет оправдать вложенные в себя потенциальным владельцем деньги за три года. Кроме того, инженеры отметили снижение негативного воздействия на экологию, по сравнению с обычными батарейками, от использования такого умного устройства.
Специалисты считают, что такой ремешок может пригодиться для снабжения электричеством миниатюрных устройств, в частности различных имплантатов и маломощных гаджетов. В дальнейшем инженеры собираются снабдить ремешок специальной микросхемой для управления схемами питания.