Исследователи из университета Иллинойса (США) превратили кожуру помело в устройства, которые вырабатывают электричество и отслеживают движения тела, пишет Scitechdaily.
Помело — крупный цитрусовый фрукт с толстой белой кожурой, которая составляет до половины его веса. Обычно эту кожу выбрасывают, что увеличивает объем пищевых отходов. Ученые решили использовать ее необычную пористую структуру для создания полезных материалов.
Исследователи отделили кожуру от мякоти, удалили внешний слой и обработали внутреннюю белую часть с помощью сублимационной сушки. Это позволило сохранить трехмерную пористую архитектуру материала. На следующем этапе из кожуры создали устройства, которые преобразуют механическую энергию в электрическую с помощью эффекта контактной электризации.
Контактная электризация — это хорошо знакомое нам явление, например, когда зимой от прикосновения к дверной ручке возникает статический разряд. Суть в том, что при трении двух материалов происходит обмен электрическими зарядами. В своих устройствах ученые использовали кожуру помело и пластиковую (полиимидную) пленку в качестве трибоэлектрических слоев («трибо» означает «трение»), между которыми вставляли медные электроды.
Простого нажатия пальцем на такое устройство хватало, чтобы зажечь около 20 светодиодов. Эксперименты показали, что оно может питать калькулятор или спортивные часы без внешних источников питания, если дополнить систему небольшим накопителем энергии. Благодаря естественной структуре кожуры устройства оказались очень чувствительными к силе и частоте нажатий. Это вдохновило ученых использовать их для создания сенсоров, которые крепятся к телу человека и отслеживают движения суставов и походку. Такие сенсоры способны превращать механические колебания при движении в электрические сигналы, открывая перспективы для медицинской диагностики и реабилитации.
Проект показывает, как пищевые отходы можно превращать в полезные технологии, снижая нагрузку на окружающую среду и заменяя невозобновляемые материалы. Исследователи уже подали заявку на патент своих устройств и планируют расширить работу в этом направлении, используя другие виды пищевых и сельскохозяйственных отходов.
В Южной Корее тем временем из отходов тростника научились производить водород.
