Потреби людини в енергії постійні і вони продовжують рости зі збільшенням кількості нових електронних пристроїв. Більш того, ми майже завжди в дорозі і тому постійно залежним від джерела живлення для зарядки наших смартфонів, планшетів і ноутбуків. В майбутньому розетки, можливо, втратять актуальність. Тоді заряджати девайси можна буде від нашого власного одягу. За допомогою нового полімеру, який наноситься на текстильні волокна, куртки, футболки і т.п. одяг зможе почати функціонувати, як сонячні колектори і, отже, як мобільне джерело енергії, повідомляє журнал Nano Energy.
Проблема гнучкості люмінесцентних матеріалів
У сонячній промисловості вже використовуються матеріали, здатні використовувати непряме або розсіяне світло для вироблення енергії. Ці матеріали містять спеціальні люмінесцентні матеріали і називаються «люмінесцентними сонячними концентраторами», або скорочено LSC. Люмінесцентні матеріали в LSC вловлюють розсіяне навколишнє світло і передають його енергію діючому сонячному елементу, який потім перетворює світло в електричну енергію.
Однак в даний час LSC доступні тільки у вигляді жорстких компонентів і непридатні для використання в текстильних виробах. Справа в тому, що вони не є гнучкими і проникними для повітря і водяної пари. Міждисциплінарна дослідницька група під керівництвом Лучано Бозель з Лабораторії біометричних мембран і текстилю Швейцарської федеральної лабораторії матеріалознавства і технологій (EMPA) вдалося об’єднати кілька з цих люмінесцентних матеріалів в полімер, який забезпечує необхідну гнучкість і повітропроникність для використання в текстилі.
Відомий полімер зі складними властивостями
Цей новий матеріал грунтується на властивостях лінійних і амфіфільних блок-сополімерів, які вже представлені на ринку у вигляді контактних лінз з кремнію-гідрогелю. Особливі властивості полімеру – проникність для повітря і водяної пари, а також гнучкість і стабільність – засновані на особливих хімічних властивостях.
«Причина, по якій ми вибрали саме цей полімер, полягає в тому, що ми можемо об’єднати два люмінесцентних матеріли, що змішуються в наномасштабі і дозволити їм взаємодіяти один з одним. Звичайно, існують і інші полімери, в які ці матеріали можуть бути інтегровані; але це привело б до агрегації, і, таким чином, виробництво енергії було б неможливим », – пояснює Бозель.
Сонячні концентратори для одягу
У співпраці з колегами з двох інших лабораторій Empa, Thin Films, Photovoltaics і Advanced Fibers, команда Boesel додала два різних люмінесцентних матеріали до гелевої тканини, перетворивши її в гнучкий сонячний концентратор. Як і в разі великомасштабних (жорстких) колекторів, люмінесцентні матеріали вловлюють набагато ширший спектр світла, ніж це можливо за допомогою звичайних фотоелектричних елементів. Нові сонячні колектори можна наносити на текстильні волокна, при цьому тканина не стає крихкою і схильною до потріскування або накопичення водяної пари у вигляді поту. Сонячні колектори, які можна адаптувати для постійного носіння на тілі людини, дають величезну перевагу для постійно зростаючого попиту на енергію, особливо для портативних пристроїв.
