Електротехніки розробили компактний мікрогенератор, що працює на людській тязі.

П'єзоелектричні мікрогенератори здатні перетворювати зовнішню кінетичну енергію в електричну внаслідок фізичних змін у середовищі, наприклад, коливань або легкого натискання пальцем. Сам п'єзоелектричний ефект полягає в тому, що деформація об'єкта з наноматеріалу призводить до появи електричного заряду на його поверхні. Як джерело енергії такий генератор може використовуватися за умови достатньо високої вихідної напруги та сили струму.

Ефективно «працюють» константи п'єзоелектричного заряду такого матеріалу генератора, як п'єзокераміка. Однак їх крихка природа та висока вартість вимагають пошуку нових рішень.

Особливий інтерес для дослідників становлять композити на основі галогенідів металів і перовскітів, тобто кристалічних сполук, молекула яких складається з п'яти атомів: двох позитивних іонів і трьох негативних. Вони мають фотофізичні, електричні та структурні властивості, ідеальні для збору механічної, а отже, чистої енергії. Серед їх переваг – можливість обробки в розчині, гнучкість і низькотемпературний синтез. Наприклад, такі матеріали застосовують для створення нанолазерів, світлодіодів.

При таких унікальних властивостях, відзначили вчені з Університету Ватерлоо (Канада), цей матеріал поступається керамічним аналогам у щільності вихідного струму. У попередніх композитах, створених інженерами, наночастинки підвищували діелектричну проникність, але знижували діелектричну міцність, або міру здатності матеріалу витримувати високе напруження без електричного пробою.

Ці характеристики визначили конструкцію електротехніків. Вони збільшили перший показник за рахунок наночастинок з високою проникністю та підвищили другий, оптимізувавши структуру перовскіта. Так автори дослідження хімічно модифікували наночастинки, щоб пригнічувати їх міграцію іонів, викликану електричним струмом, і покращити п'єзоелектричний відгук.

За результатами випробувань вчені зробили висновок, що пристрій може демонструвати рекордну ефективність при значно менших витратах на матеріали. У науковій роботі, опублікованій в журналі Nature Communications, вони підкреслили, що економічні та технологічні переваги використання органометалгалогенідних перовскітів порівняно з керамічними п'єзоелектриками відкривають можливості для нових розробок.

Наприклад, застосовувати цю технологію можна не лише для портативної електроніки, але й для більш масштабних цілей, таких як живлення електросвітлотехнічного обладнання на літаках.