Ученые Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) реализовали перспективный проект — создана уникальная ткань, способная преобразовывать тепло в электричество. Это достижение открывает новые возможности для применения передовых материалов в аэрокосмической промышленности и носимой электронике: ткань может стать эффективной теплоизоляцией для корпусов ракет, а в будущем обеспечивать энергией портативные гаджеты, используя тепло человеческого тела.
Прорывные решения СПбГУПТД в области умных материалов
Команда ученых под руководством Константина Иванова разработала новый метод получения модифицированного углеродного волокна (МУВ). Технология заключается в обработке традиционного углеродного волокна (УВ) с помощью мощного электрического поля. Благодаря данному подходу создана ткань, обладающая уникальными свойствами: она может преобразовывать энергию, получаемую за счет воздействия солнечных лучей или других источников тепла, в электрический ток. Нити МУВ работают на эффекте фотоэлектродвижущей силы, позволяющем генерировать электричество при поглощении электромагнитного излучения. Константин Иванов с энтузиазмом отмечает, что подобные материалы крайне востребованы в космической отрасли и для разработчиков носимых устройств нового поколения.
Химически чистая структура и выдающиеся характеристики
В разработанной инновационной ткани используются исключительно тонкие углеродные нити — их диаметр варьируется от 6 до 10 микрометров. Такие волокна демонстрируют высокую чистоту состава и устойчивость к внешним воздействиям: они не боятся агрессивных химических сред и сохраняют характеристики даже при экстремальных температурах. Плотность этих нитей мала, однако они отличаются исключительно высоким модулем упругости, благодаря чему ткань становится легкой и очень прочной. Вакуум и температурные нагрузки — не преграда для МУВ: нити способны выдерживать до 4000 К — при этом сохраняют целостность до момента разложения.
Еще одно значимое преимущество: минимальный коэффициент теплового линейного расширения. Благодаря этому такие материалы находят широкое применение в микро- и наноэлектронике. Высокоточные параметры, стабильность размеров и устойчивость к разрушающим факторам делают эти волокна оптимальным выбором для сложнейших инженерных задач.
Конкурентоспособность и расширение применимости
Подобные интеллектуальные ткани уже разрабатываются в других странах, где особое внимание уделяется конвертации энергии в видимом спектре. Однако сотрудники СПбГУПТД уверенно двигаются дальше: их решение отличается чувствительностью и к инфракрасному излучению, то есть к тепловой энергии любого источника. Эта особенность существенно расширяет спектр областей и характер задач, для которых новая ткань будет востребована. Помимо космической сферы и энергоснабжения гаджетов, перспективы открываются для медицины, защитной одежды, систем спасения и многих других направлений.
В университете уверены, что модифицированное углеродное волокно станет фундаментом для появления самозаряжающихся аксессуаров, умных браслетов, датчиков состояния здоровья, и даже новых форм энергоэффективных строительных материалов. К примеру, простая интеграция ткани с МУВ позволит создавать устройства, которые получают заряд прямо от тепла тела владельца, обеспечивая электроникой независимо от классических аккумуляторов.
Вектор развития и научные перспективы
Технология производства инновационной ткани стремительно развивается: ученые экспериментируют с увеличением концентрации МУВ в материале, чтобы повысить выходную мощность и адаптировать свойства под различные типы устройств. Параллельно ведутся исследования в смежных сферах — так, специалисты СПбГУПТД работают над созданием новых препаратов и подходов в биомедицине, расширяя влияние университета в научном мире.
В прошлом коллектив ученых университета уже разрабатывал средства для лечения тяжелых неврологических заболеваний, добиваясь высоких результатов в создании препаратов, способных помочь людям с проблемами зрения, моторики и когнитивных функций. Такие разносторонние исследования подтверждают, что СПбГУПТД — это площадка, где пересекаются фундаментальная наука и прикладные инновации, а каждое новое открытие становится вкладом в улучшение качества жизни.
Оптимистичный взгляд в инновационное будущее
Достижения СПбГУПТД и авторский вклад Константина Иванова подтверждают: российская наука способна создавать решения мирового уровня, опережая ряд зарубежных аналогов по ряду параметров. Уникальная ткань с возможностью генерации электричества из тепла — лишь начало большого пути по внедрению “умных” материалов в повседневную жизнь и промышленность. Позитивный настрой и высокий интерес к инновационным технологиям позволяют надеяться, что благодаря подобным разработкам наше будущее станет более мобильным, безопасным и энергоэффективным.
Источник: vm.ru
