Учёные разрабатывают одежду, способную заряжать мобильный телефон

Стоп-кадр YouTube

Инженеры из Университета Цинциннати в партнёрстве с ВВС Райт-Паттерсон работают над созданием одежды, которая может заряжать ваш мобильный телефон. Это становится возможным благодаря уникальным свойствам углеродных нанотрубок: большая площадь поверхности, прочная, проводящая и термостойкая.

Разработки ведутся группой учёных под руководством профессора Веселина Шанова из Nanoworld Laboratories и профессора Марка Шульца. Вместе они используют свой опыт в области электронной, химической и механической инженерии для создания «умных» материалов, способных заряжать электронную технику, сообщает Science Daily.

«Главная задача заключается в том, чтобы научиться использовать эти красивые свойства, использовать их силу, проводимость и теплостойкость», ‒ сказал Шанов.

Шульц отметил, что для углерода начинается новая эпоха. Углеродные нанотрубки заменят медный провод в автомобилях и самолётах, чтобы уменьшить вес и повысить эффективность использования топлива. Углерод будет фильтровать нашу воду и рассказывать нам больше о нашем здоровье и телах с помощью новых биометрических датчиков. Углерод заменит полиэфир и другие синтетические волокна.

«В прошлом металлы доминировали в производстве товаров, ‒ сказал Шульц. ‒ Но я думаю, что углерод заменит их во многих областях. Начнётся новая эпоха углерода – угольная революция».

Исследователи «выращивают» нанотрубки на кварцевых кремниевых пластинах под действием тепла в вакуумной камере посредством процесса, называемого химическим осаждением из паровой фазы.

«Каждая частица имеет точку зародышеобразования, можем назвать её семенем. Наш углеродсодержащий газ вводится в реактор. Когда он начинает взаимодействовать с “семенем”, то он разрушается и заново формируется на его поверхности. Мы позволяем ему расти, пока он не достигнет необходимого размера», ‒ объяснили учёные.

В 2007 году лаборатория Nanoworld Lab установила мировой рекорд, вырастив нанотрубку длиной почти 2 см. Сегодня учёные могут создавать нанотрубки, которые во много раз длиннее, растягивая маленький волокнистый квадрат на промышленной катушке и превращая его в текстильную нить, напоминающую шёлковую нить паука, которую можно вплетать в ткани.

«Мы можем использовать их в различных приложениях, начиная от датчиков отслеживания тяжёлых металлов в устройствах для хранения воды или энергии, до суперконденсаторов и батарей».

Для военных это может означать замену тяжёлых аккумуляторов, которые заряжают растущее число электроники, составляющей нагрузку солдата: фонари, приборы ночного видения и коммуникационные устройства.

«До одной трети веса, которую они вынуждены нести, приходится на батареи для питания всего своего оборудования», ‒ отметили специалисты. «Поэтому, даже если мы сможем немного снизить его, в полевых условиях для них это будет большим преимуществом».

Учёные также рассматривает использование углеродных нанотрубок в медицине. «Вы можете добавить на неё молекулу белка. Клетки “увидят” её и скажут: “Я хочу это съесть”. Таким образом, мы можем доставлять лекарства для поддержания здоровья клеток, восстанавливать больные или даже убивать раковые клетки», ‒ утверждают исследователи.

Но сначала специалисты хотят убедиться, что углеродные нанотрубки нетоксичны. Ранее выяснилось, что при высоком или остром воздействии они могут вызывать повреждение лёгких, похожее на асбестоз. В данный момент учёные работают над этой проблемой, и именно поэтому исследования в этой области продвигаются немного медленнее, чем хотелось бы.