Китайці навчилися плести тканину з нитевидних акумуляторів

Вчені з Міського університету Гонконгу створили перезаряджувані акумулятори у вигляді ниток, діаметр і гнучкість яких можна порівняти з бавовняними нитками. Такі акумулятори зберігають більшу частину ємності після тисячі згинань і скручувань. Як і звичайні нитки, їх можна сплітати в тканину, яка може живити електроенергією носимі пристрої і датчики. Дослідження опубліковано в журналі.

Як правило, для харчування розумних годинників, браслетів або носимих медичних пристроїв використовуються звичайні акумулятори, які встановлюються в корпус пристрою. Це робить носимі пристрої більше і важче, але розробляються й інші концепції - наприклад, гнучкі акумулятори.

Китайські вчені вирішили розвинути цю ідею далі і створили нитки, які можуть служити одночасно в якості акумуляторів і основи для тканини одягу. Нитка складається з декількох частин. У її основі лежить два електроди, що складаються з безлічі найтонших сталевих дротів. На один електрод, який виступає як анод наноситься шар цинку, на катод - шар гідроксиду нікелю і кобальту. Щоб не використовувати рідкий електроліт, отримана нитка покривається шаром електропровідного гелю на основі полівінілового спирту.

Вчені протестували властивості отриманих акумуляторів, і їх ємність виявилася рівною 16,6 мА· ч/с^м3, що, за твердженням вчених, вище, ніж у будь-якого іншого пристрою зберігання енергії на основі волокон або ниток. Але не менш важливою властивістю таких ниток є те, що їх можна заплітати в тканини на звичайних промислових ткацьких верстатах, що було продемонстровано в роботі. Дослідники також провели механічні випробування, і з'ясували, що акумулятор зберігає близько 80 відсотків ємності після тисячі вигинів на 95 градусів і 70 відсотків після такої ж кількості скручувань на 360 градусів.

Також вчені продемонстрували деякі потенційні застосування своєї розробки, наприклад, браслет з таких ниток, енергії якого достатньо для роботи фітнес-трекера. Дослідники планують доопрацювати технологію для подальшої комерціалізації - наприклад, зробити нитки водозахищеними.

Нещодавно міжнародна група дослідників також представила нитку для «розумного одягу» на основі нанотрубок. На відміну від розробки китайських вчених, ця нитка виступає як генератор електричного струму, а не акумулятор, виробляючи струм при розтягненні. А в 2015 році австралійські вчені розробили тканину на основі електропровідного полімеру, здатну розпізнавати широкий спектр рухів людського тіла, наприклад, згинання і розгинання коліна.