Малко налягане може да генерира електрическо напрежение в дървесната гъба
(снимка: ACS Nano / EMPA)
Изследователи от Швейцария разработиха пиезоелектрическа дървесина – нов материал, способeн да преобразува механичната енергия в електричество. За целта учените използват гъвкави целулозни слоеве, които при компресиране се движат един спрямо друг, създавайки електрически заряд на повърхността на материала.
Съвместният екип от ETH Zurich и EMPA е конструирал тестов куб със страни от около 1,5 см, който издържа около 600 цикъла на натоварване и демонстрира невероятна стабилност. Всяка компресия генерира напрежение от около 0,63 волта, което е напълно достатъчно за захранване на някои сензори, а група от 30 клетки под тежестта на човек осигурява работата на малък дисплей.
Но дървесината е доста крехък материал и за да му придадат гъвкавост, учените първо разтварят някои от влакната с помощта на оцетна киселина и водороден пероксид. В резултат на това се получава структура от тънки слоеве целулоза, която може да издържи на деформация.
По-късно учените намерили друг начин за създаване на подобен материал – гъбата Плоска ганодерма (Ganoderma applanatum), която в естествени условия разгражда лигнина и хемицелулозата в дървесината, а това води до нейното постепенно разрушаване. Този биологичен процес може лесно да се контролира в лабораторни условия, което го прави екологичен и безопасен, а напрежението на тестовия куб е повишено до 0,87 волта.
Въпреки че предстоят още изследвания и тестове за определяне на потенциалните индустриални приложения на пиезоелектрическата дървесина, учените вече преговорят с потенциални партньори за комерсиална реализация на разработката, която е представена в научното издание Science.
Този нов материал, описван като пиезоелектрическа дървесина, има много предимства – лесна употреба, възобновяемост и биоразградимост, които го правят обещаващ за различни приложения, включително биомедицина.