аждый владелец умного дома знает это тихое раздражение, когда в три часа ночи в датчике двери садится батарейка. Обычные круглые батарейки-таблетки правят нашей автоматизированной жизнью, заставляя нас держать дома стратегический запас запчастей просто для того, чтобы понимать, кто открывал заднюю дверь. Как отмечают наблюдатели, эта зависимость от внешних источников питания остается уязвимым местом любой домашней безопасности. Если батарейка умирает среди ночи, ваша тщательно настроенная система просто не заметит взломщика.
Большинству датчиков домашней безопасности для работы нужна химическая батарейка или внешний источник питания, что может стать слабым местом.
И тут в дело вступает гаражная алхимия в лучшем своем проявлении. Исследователи Манас Тивари и Дипак Бхарти решили вообще отказаться от традиционной химии и создали датчик для дверей и окон, который работает за счет трибоэлектрического эффекта — это то самое статическое электричество, которое вы чувствуете, когда тертите воздушный шар о свитер. Как сообщают авторы работы, в качестве положительного полюса этого трибоэлектрического наногенератора датчик использует измельченную чесночную шелуху в паре с листом полиэтилена в качестве отрицательного полюса, вырабатывая энергию при каждом открытии створки.
Энергия из кухонных отходов
Если закрепить устройство на дверной раме, физическое открытие двери генерирует около 210 вольт переменного тока с током короткого замыкания 45 микроампер, если верить данным из отчета. Если поставить двухслойную прокладку из той же шелухи, показатель подскочит до 400 вольт и 65 микроампер. Оказывается, ваши кухонные очистки выдают впечатляющий электрический разряд, когда их с силой трут друг о друга петли открывающейся двери.
Датчик использует измельченную чесночную шелуху для положительной стороны этого трибоэлектрического наногенератора, а лист полиэтилена образует отрицательную сторону.
Здесь, конечно, есть подвох, потому что прототипы из гаража редко выживают при встрече с суровой реальностью. На практике исследователям пришлось подключить сгенерированный ток к отдельному микроконтроллеру, который питался от вспомогательного внешнего аккумулятора, что полностью убивает идею независимости от проводов. Тем не менее базовая физика выглядит многообещающе. По словам создателей, датчик выдержал 200 циклов нагрузки во время тестов и остался полностью работоспособным после полугода хранения на полке.
Не ждите датчики безопасности на чесночной тяге на полках магазинов в ближайшее время: эта технология остается чисто академическим экспериментом и далека от коммерческого рынка. Для обычного покупателя батарейки-таблетки никуда не денутся в обозримом будущем. И все же этот проект намекает на странное будущее, где ваш умный дом работает на овощных отходах, а не на импортном литии, доказывая, что органика способна вырабатывать реальное электричество из обычного трения.