Довольно давно обнаружено, что древесина обладает пьезоэлектрическим эффектом. Иначе говоря, дерево при сжатии способно создавать разность потенциалов на противоположных сторонах отреза. Другое дело, что добывать электричество таким образом очень сложно, ведь сжимать древесину непросто из-за её природной прочности. Но выход есть, сообщили швейцарские учёные.
Учёные их Высшей технологической школы Цюриха (ETH Zurich) и Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологии (EMPA) смогли в 55 раз повысить пьезоэлектрический эффект древесины бальсы. Созданный исследователями миниатюрный пьезоэлектрический генератор из кубика бальсы со сторонами 1,5 см смог генерировать от 0,63 до 0,87 В. Блок из таких кубиков-генераторов под весом взрослого человека смог подать достаточно питания для включения жидкокристаллического дисплея, а полы из такой древесины смогут питать электрические приборы в комнате.
Секрет успеха кроется в том, что древесину сделали чрезвычайно губчатой и, поэтому, легко сминаемой и способной самостоятельно восстанавливать первоначальную форму. Для этого потребовалось выбрать из древесного материала лигнин — природный полимер, поддерживающий структуру в клетках, создающий своего рода внутренний каркас древесины. Выбрать лигнин учёные смогли двумя способами: кипячением в смеси перекиси водорода и уксусной кислоты и с помощью грибка, заразив им древесину.
Древесина бальсы под микроскопом. Слева до обработки, справа — после. Источник изображения: ACS Nano / Empa
Разрушение лигнина грибком оказалось эффективнее и экологичнее, а также обеспечило лучший пьезоэлектрический эффект. Генератор из химически обработанной древесины выдавал не больше 0,63 В, а генератор из обработанной грибком бальсы показывал при сжатии до 0,87 В. Интересная разработка, но восторги по этому поводу сдерживает ограничение на использование — генератор прекращает работать после примерно 600 циклов сжатия. Для практического использования подобной разработки необходимо повысить количество рабочих циклов на несколько порядков.
Источник: 3dnews.ru
