Кунио Симада (Kunio Shimada), профессор гидромеханики и энергетики Университет Фукусимы (Япония) разработал новый вид резины, которая преобразует в электричество одновременно и солнечную энергию, и кинетическую энергию механических вибраций. Автор говорит, что это первый в мире материал такого рода.Подобная резина может найти широкое применение во многих сферах. Например, как искусственная кожа для роботов, упругий корпус телефонов и других электронных гаджетов. Такой корпус станет не только ударостойким, но и сможет накапливать энергию от каждой вибрации или падения. В таком же качестве (ударостойкость) материал может использоваться и в робототехнике. Резину с зарядкой от солнца и вибраций удобно использовать для электропитания мультикоптеров, автомобилей, протезов и прочей носимой электроники.
К изобретению 53-летнего профессора уже проявили интерес роботехнические компании, сообщает издание The Japan Times.
Кунио Симада — настоящий эксперт по электропроводной резине, на его счету ряд открытий в этой и смежных областях. Например, в своё время он изобрёл жидкость из растворённых (расплавленных) магнитов — так называемый магнитный компаунд (Magnetic Compound Fluid). Вообще, у профессора десятки научных работ, в том числе с 1991 года опубликовано 95 научных статей, в том числе 89 на английском языке. Насколько можно понять из названий, все эти работы посвящены магнитным компаундам, то есть разным вариантом электропроводных жидкостей и растворов. Другими словами, профессор уже 26 лет специализируется на одной теме исследования — и добился здесь значительного прогресса.
Самая цитируемая научная работа профессора — Effect of magnetic cluster and magnetic field on polishing using magnetic compound fluid (doi: 10.1016/S0304-8853(02)01497-X).
Новое вещество образовано из натурального каучука. Обычно в промышленности резину получают из натурального или синтетического каучука методом вулканизации — смешиванием с вулканизирующим веществом (обычно с серой) с последующим нагревом. Но профессор изменил процесс, чтобы наэлектризовать смесь — и получил материал с чрезвычайно высокой электропроводностью.
По словам Шимады, на исследования его вдохновил пример коллеги Хидэки Сиракавы (Hideki Shirakawa), заслуженного профессора в отставке Университета Цукубы, который получил Нобелевскую премию по химии 2000 года за за открытие проводимости в полимерах. До этого изобретения было принято считать, что пластмасса не способна проводить электрический ток. Примерно такие же заблуждения относительно резины хочет развеять химик из Фукусимы.
Электропроводящие полимеры могут сочетать механические свойства пластмасс (гибкость, прочность, ковкость, эластичность и т. д.) с высокой электропроводностью. Их свойства могут быть точно отрегулированы с помощью специальных методов органического синтеза. Многие из преимуществ электропроводящих полимеров относится и к резине, которая к тому же способна накапливать электричество под воздействием солнечного света и вибраций.
Электропроводная резина имеет ряд преимуществ перед традиционными фотоэлементами, которые обычно очень хрупкие и негибкие. В отличие от них, резина может расширяться или сжиматься под воздействием солнечного света, генерируя электричество.
«Этот материал обеспечивает потенциал для будущих применений в ранее невообразимых областях, — сказал Cимада. — Эта технология вдохновляет большие мечты».
По мнению правительственного чиновника из префектуры Фукусима, который отвечает за продвижение робототехники, технология Шимады способна полностью изменить дизайн и спецификации роботов.
В апреле 2018 года префектура планирует открыть площадку для тестирования роботов Fukushima Robot Test Field в Минамисоме. Есть надежда, что электропроводная резина профессора тоже войдёт в программу испытаний.
Можно добавить, что по некоторым характеристикам такая резина, поглощающая энергию вибраций, похожа на вымышленный материал вибраниум из Вселенной Marvel. Как известно, в новом варианте этот материал имел уникальную способность поглощать звук, а ведь звук представляет собой колебания воздуха. Разновидность вибраниума, найденного в изолированной африканской стране Ваканда, поглощает звуковые волны и другие вибрации, включая кинетическую энергию, что делает этот металл прочнее. Из вибраниума был изготовлен щит Капитана Америки и форма Чёрной Пантеры.
Комментарии (17)
Seregaalex
20.03.2018 08:33А ещё в Футураме, то есть в Фукусиме, возможно светится арматура воткнутая в землю рядом со станцией. А возможно и не светится. В общем непаханое поле для исследователей эта ваша Фукусима.
shumsky93
20.03.2018 14:13-1ух глупые японцы, не распространяющие детали до патента. (картинка с петухом из навоза)
voidptr0
20.03.2018 09:30Робот-мяч уже предлагали? А что, может летать по полю и передавать свои координаты и импакты.
Mishootk
20.03.2018 09:44У меня давно есть задумка ремня-зарядки. Ремень и пряжка от деформаций (это вот в тему статьи, материал ремня) и растяжений (механизм в пряжке ) вырабатывают электричество, которое через поясную сумку подзаряжает телефон в ней. Контакт либо открытый, либо шнур, либо беспроводной.
ToshiruWang
20.03.2018 09:51Маленький powerbank, подзаряжаемый от пряжки, а телефон — от него. Только вопрос сколько энергии так выработается (предположение — крайне мало, недостаточно для зарядки).
Mishootk
20.03.2018 10:04Можно и через powerbank. А так устройство и не рассматривается как полноценная зарядка. Голодному смартфону и эти крохи в добавку сгодятся.
pendulj
20.03.2018 09:55В статье указано, что резина вырабатывает электричество путем сжатия и расширения(от нагрева на солнце), либо от вибраций.
Осмелюсь предположить, что данная резина может найти большую популярность в области электромобилей, которые смогут использовать энергию, которую производят колеса(уж где-где, а на колесах вибраций хватает).
Вопрос в другом: Каковы технические показатели данной резины, насколько много электричества она может производить, а так же какова её электро-проводимость(явно не как у металлов)?
arheops
20.03.2018 12:26При сборе энергии от колеса вы ухудшаете его свойства, что увеличивает расход горючего. Чуда не будет.
pendulj
20.03.2018 17:18Согласен, врщению это не помешает.
Если же вы беспокоитесь за износ, то мне кажется, что можно использовать эту резину как один из внутренних слоев покрышки. Я так понимаю, что солнце, это как один из возможных источников(идет нагрев, материал расширяется и дает тем самым энергию). Но нам будет достаточно массы автомобиля для сдавливания резины в колесе, для выработки энергии.
Вопрос остается в технических параметрах и рентабельности такого использования. Может в будущем и найдется тот, кто достаточно модифицирует материал для полнятия кпд.
Shurr-pl
20.03.2018 18:12Преобразование энергии деформации и вибрации. Вкусно… Например, преобразование энергии волн или прибоя!
kolyamba123
20.03.2018 19:29Из такой резины надо делать детскую обувь. В детях столько энергии, что смотря на их беготню жалеешь, что нет способа сохранить (или преобразовать) ее
ua_lost_in_the_dark
20.03.2018 19:29Очевидно, получение энергии от деформации на роботах — мало применима. Если энергия вырабатывается и используется от деформации — резина будет противится этой деформации. И чем больше от нее будут забирать энергии — тем больше она будет похожа на пластик(вспомните двигатели, генераторы которые при к.з не прокрутить). Я считаю, что если реальность такова как я предполагаю — лучшим применением материала будет резина с изменяемыми свойствами мягкости, упругости, растягивания. Например для изменения мягкости шин спорткаров формулы 1 или резиновых прокладок в устройствах поглощающих вибрации.
Но это просто гадания на кофейной гуще, технических характеристик \ графиков зависимостей не предоставлено. Технической информации в статье очень мало.
Crandel
21.03.2018 12:44А может ли это привести к снижению деградации самой резины, ведь энергия преобразуется в електричество, а не на деградацию вещества?
agat000
Звучит странно. Ни цифр, даже примерных, ни принципа действия. От света он деформируется или вибрирует? Вырабатывает ток или накапливает заряд на поверхности? Статья довольно скудная на подробности, скорее маркетинговая.
Хотя не спорю, человек солидный и имеющий багаж разработок.
Просто звучит все это маломощно и узкоспециализированно применимо.