Китайский ученый Чжун Линь Ван из Шанхайского университета получил одну из самых престижных в мире премий "Глобальная энергия". Инженер создал наногенераторы, которые будут производить электричество прямо из воздуха. "Генераторы Чжуна" можно применять в интернете вещей, робототехнике, нейросетях. С их помощью можно делать даже "умную" одежду. Так что китайское открытие просто перевернет современный мир.

Почему Илон Маск не запускает спутники в грозу

Наногенераторы, которые создал профессор Чжун, основаны на трибоэлектричестве. Это когда разряд тока возникает от изгибания или трения двух тел. Такой тип электричества известен человечеству, пожалуй, дольше всего: еще древний человек, наверное, пытался погладить кошку или собаку и заметил искорки на пальцах.

Потом особо наблюдательные заметили, что разряды тока возникают, например, на лопастях вертолета и крыльях самолета, в паровых трубах и нефтепроводах - то есть везде, где есть трение. Причем заряд мощный. Скажем, в трубопроводах напряжение может достигать 90 киловольт, который может привести даже к пожару. А напряжение статического электричества на вращающихся лопастях вертолета доходит до 200 киловольт, чуть меньше, чем в бытовой розетке.

Могут накапливать электрический заряд даже артиллерийские снаряды. И это может мешать работе электроники, например, при прицеливании.

Гигантские заряды возникают на комических кораблях, у которых из-за огромной скорости возникает сильное трение об атмосферу Земли. Такие сигналы могут создавать помехи для связи. Поэтому запуск космических кораблей откладывают, когда из-за погодных условий может возникнуть сверхсильный заряд.

В промышленности, медицине, да и во многих других отраслях статическое электричество считается вредным. На американских заводах, например, с 1997 года Агентство по охране окружающей среды требует устанавливать датчики для обнаружения трибоэлектричества. А в медицинских клиниках тщательно подходят к выбору материалов и дизайна приборов, чтобы не возникало заряда.

Впрочем, такое электричество можно использовать и во благо, доказал китайский ученый.

Чтобы управлять домом силой мысли, нужно электричество из воздуха

Наногенераторы могут быть самыми необычными. Например, состоять из специальных волокон, вплетенных в одежду. Такие волокна будут накапливать электроэнергию. вырабатываемую при движении, для зарядки портативных устройств, таких как медицинские датчики, "умных часы" или даже мобильные телефоны. Такие волокна можно вплетать в одежду. А можно шить из них целые костюмы, которые будут "работать" от движения владельца.

А для пловцов можно сделать бионические растягивающиеся электрогенераторы, имитирующие структуру ионных каналов электрического угря.

"Генераторы Чжуна" можно делать из самых разных материалов - алюминия, ПВХ, силикона, фторопласта. Причем механическая энергия преобразуется в электрическую напрямую, так что эффективность наногенераторов огромная - до 85%. Это лишь чуть меньше, чем у самых современных автомобильных электродвигателей. И почти вдвое больше, чем у двигателя внутреннего сгорания.

Наногенераторы, берущие энергию почти из воздуха, нужны для работы датчиков. А без таких датчиков немыслим современный интернет вещей, сбор больших данных и искусственный интеллект. На основе статического электричества могут подзаряжаться самые разные датчики - давления, прикосновения, ускорения, химические, акустические, фотоэлектрические.

Китайские ученые разработали даже систему человеко-машинного интерфейса на основе "генераторов Чжуна", которая может преобразовывать микродвижения моргания в управляющие команды. Такой прибор можно гибко закрепить на дужке для очков для отслеживания движений глаз.

Благодаря интеграции "генераторов Чжуна" с простой схемой обработки сигналов и модулем беспроводного передатчика была разработаны система управления "умным домом". Текст тоже можно набирать без помощи рук.

"Генераторы Чжуна" могут вывести на новый уровень сетевую безопасность, особенно в банковской сфере. Можно делать полностью автономные датчики для аутентификации. Например, на основе динамики нажатия клавиш. Точность опознавания приближается к 99%.

"Генератор Чжуна" нужен всем - от спортсменов до санитаров

Кто двигается больше всего? Правильно, спортсмены! Вот для них можно создавать датчики и сенсоры на основе "генераторов Чжуна", которые будут замерять, например, сердечный ритм или ритм дыхания.

Есть и более продвинутые технологии. Группа китайских ученых разработала гибкий и прочный электрогенератор на древесной основе для изготовления "умного" стола для пинг-понга. Такой генератор может напрямую преобразовывать удары шарика о поверхность стола в электрические сигналы.

Датчик собирает данные о траектории движения шарика. Благодаря этому можно дать научно обоснованную оценку тренировок и рекомендации. А заодно помочь судьям в принятии решений в режиме реального времени.

На основе "генератора Чжуна" создали даже сверхсовременный очиститель воздуха.

В отличие от громоздких агрегатов, которые постоянно гудят в центре комнаты, такие очистители - компактные. А подзарядить их можно, всего лишь потерев друг об друга ткани из нейлона и фторопласта. Использовать такие приборы можно в промышленности.

Как видно, способов применения открытия профессора Чжун Линь Вана множество.