В Петербурге создана ткань, генерирующая электричество из тепла и света.
Ученые Санкт-Петербургского университета промышленных технологий и дизайна совместно с коллегами из Физико-технического института имени Иоффе РАН разработали ткань, которая превращает тепло в электричество. Ее можно будет применять для теплоизоляции корпусов ракет и подпитки гаджетов теплом человеческого тела.
Материал, изготовленный из углеродного волокна — тонких нитей диаметром 6–10 микрометров. Они стойко выдерживают воздействие химических реагентов, перепады давления и температуры. Волокна обладают маленькой подвеской, при этом не увеличиваются деформации, а в вакууме не разлагаются даже при 3700 градусах. При разных температурах волокна почти не меняют размер — это важное свойство для электроники: при нагреве и остывании такого материала не будет «ломать» микросхемы.
Специалисты обработали углеродное волокно сильным электрическим полем. Оно «настроило» атомы, придав им возможность превратить свет и тепло в электричество. После обработки волокно стало лучше отражать энергию и быстрее пропускать электроны .
Улучшенные контуры фотоэлектродвижущей силы — они возникают благодаря способности нитей преобразовывать энергию света или тепло в электричество. Когда на нить излучает электромагнитное излучение (например, солнечный свет или инфракрасные лучи от нагретых предметов), электроны в материале возбуждаются и начинают двигаться, создавая разность потенциалов , — это и есть фото-ЭДС.
По сути, нить не работает как миниатюрная солнечная батарея , но, в отличие от классических фотоэлементов, углеродное волокно реагирует на более широкий спектр излучения, включая видимый свет и тепло (инфракрасные волны). Это позволяет материалу уменьшать ток даже в условиях слабого освещения или нагрева, что особенно полезно для применения в космосе и портативной электронике.
У разработки есть зарубежные аналоги — Ткань , которая преобразует в электричество электромагнитное излучение, по всей видимости, оно работает только от света. Ткань российских учёных, обладающая фоточувствительностью и в инфракрасном диапазоне, то есть реагирует на тепло, — это расширяет возможности её применения.
В будущей ткани на основе модифицированных углеродных волокон может служить для теплоизоляции ракеты и генерации энергии от солнечного тепла, а также для портативной электроники (например, умных часов), питаемой за счет тепла человеческого тела.
