Японский профессор разработал резину, которая накапливает энергию света и механических вибраций

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.