Microsoft хоче зробити так, щоб власники її смартфонів змогли спілкуватися, навіть якщо до цього акумулятор їхнього мобільника розрядився. Для цього спеціалісти компанії розробляють технологію зарядки за допомогою звуку та вібрацій: чим гучніше, тим більше енергії.
Новий спосіб підзаряджати батареї смартфонів спеціалісти Microsoft розробили разом з докторами наук Джо Бріско (Joe Briscoe) та Стівом Данном (Steve Dunn) з Університету Королеви Мері. Вони розробили прототип наногенератора, який поповнює акумулятор енергією за рахунок фонового шуму: руху машин, гучної музики, голосів оточуючих тощо.
Створити подібний пристрій для підзарядки мобільника допомогли нанотехнології – галузь знань, що працює з об’єктами в тисячі разів меншими за товщину людської волосини. На такому крихітному масштабі матеріали поводяться інакше, ніж зазвичай. Наприклад, вони можуть змінити колір, стати міцнішими або хімічно активнішими. На нанорівні можна також збирати енергію від руху або вібрації – саме те, чим є звук.
Ключовим елементом наногенератора став п’єзоелектричний матеріал на основі оксиду цинку. Він перетворює механічну енергію вібрації на електрику за рахунок особливої будови кристалічної решітки. Коли її стискувати або розтягувати, вона генерує електричний заряд. Звичайна запальничка працює на основі цього фізичного ефекту: коли натискають на її клавішу, вона передає зусилля на п’єзокристал, який вже створює іскру для підпалення газу. Відмінність розробки фахівців Microsoft у тому, що замість полум’я енергія підзаряджає смартфон.
Оксид цинку можна формувати у вигляді нанострижнів або нанодротів, які можна наносити майже на будь-яку поверхню. При її стисненні або згинанні ці наноелементи генерують високу напругу. Це означає, що вони будуть створювати струм і від повсякденної вібрації, яку викликає навколишній шум. Якщо розмістити контакти на обох кінцях цих наноелементів, тоді отриману електроенергію можна направляти в акумулятор телефона.
Однією з проблем при створенні такого наногенератора було його виробництво у вигляді великого пристрою, щоб збільшити кількість виробленої енергії. Для цього науковці розробили процес, у якому вони наносять спреєм шар наноелементів з оксиду цинку на пластикову основу. Після цього заготовку розміщують у розчині хімікатів з температурою 90 °C, що дозволяє отримати рівномірне розподілення нанодротів по поверхні. Окрім цього, вчені змогли здешевити виготовлення такого наногенератора, замінивши золото – традиційний матеріал для провідників – на дешевший алюміній.
Наприкінці своєї роботи науковці створили пристрій розміром з Lumia 925, який генерує 5 вольт від навколишнього шуму для підзарядки акумулятора смартфона. Проте сьогодні така технологія є скоріше демонстрацією технічних можливостей, аніж способом реально зарядити телефон. Пластина такої площі генерує лише 27,6 мВт – цього достатньо лише щоб блимати окремим світлодіом, а не живити телефон. Адже останній потребує для своєї роботи сотні міліват.
До речі, ідею заряджати мобільники звуком ще в 2011 році реалізували організатори музичного фестивалю у британському Гластонберрі. Відвідувачі цієї події могли замовити футболку Orange Sound Charge, яка за два вихідні дні гучного концерту при рівні шуму 80 дБ генерувала до 6 Вт*год електроенергії. Цього цілком достатньо для повної зарядки мобільника, а електрична потужність цього одягу пояснюється великою площею пластини-генератора.
За матеріалами: Microsoft Daily
