Взаимодействие живых организмов и искусственных технологий представляет собой один из самых интересных секторов в мире. мягкая робототехника (био)гибрид. Теперь группа учёных изИтальянский технологический институт (IIT) Генуи создала систему, которая при интеграции в растения способна генерировать энергию как из ветра, так и из капель дождя. Вкратце: искусственный лист.
Устройство работает под дождем и ветром, производя достаточно электроэнергии для питания светодиодных фонарей и поддержания себя. Потенциальные применения этого революционного искусственного листа включают использование в сельском хозяйстве и мониторинге окружающей среды. Оптимум – это оценка здоровья растений и погодных условий.
Как работает искусственный лист ИИТ Генуи?
Для работы устройство вставляется между листьями настоящего растения. Искусственный лист (или, возможно, лучше было бы говорить о «бионическом листе»?) имеет на нижней стороне слой кремниевого эластомера, который генерирует и собирает статические заряды, вызванные движением листьев. На верхней стороне находится слой фторированного этиленпропилена (ФЭП).
Фабиан Медер, исследователь ИИТ, специализирующийся на мягкой биомиметической робототехнике, объясняет: «Когда листья движутся на ветру, две поверхности соприкасаются и разделяются, создавая статические заряды на кутикуле листа и на нашем устройстве. Эти заряды индуцируются во внутренней клеточной ткани растения, генерируя ток, который мы можем собирать с помощью электрода, вставленного в ткань растения».
Тесты
Чтобы протестировать систему сбора энергии, ученые вставили искусственный лист между листьями живого олеандра. Это позволило им оценить его способность производить энергию. Результаты показывают, что отдельные капли воды генерируют скачки напряжения и тока. более 40 вольт и 15 микроампер, что достаточно для прямого питания 11 светодиодов. Эта же конструкция способна собирать энергию ветра за счет колебаний листьев.
Барбара Маццолай, директор лаборатории робототехники IIT, говорит: «Результаты показывают, что устройство может собирать энергию ветра и дождя по отдельности или одновременно, выступая в качестве умножителя энергетической функции или датчика с автономным питанием».
Искусственный лист: возможные применения
По мнению исследователей, новое устройство способно генерировать больше электроэнергии, чем существующие системы сбора энергии, которые полагаются исключительно на энергию ветра. Особенно во влажных условиях. В настоящее время команда работает над дальнейшим улучшением характеристик искусственного листа, внося изменения в конструкцию. Первыми объектами улучшения являются форма электродов и используемые материалы.
«Мы подали патентную заявку на технологию и анализируем потенциальные рынки», — рассказывает Маццолаи, один из авторов исследования (что я ссылаюсь на вас здесь). «Однако необходимы дополнительные исследования, прежде чем определить конечный продукт. Например, мы хотим детально протестировать систему в самых разных условиях на улице, при ветре и дожде».
