Один слой нагревается и ускоряет испарение воды, другой удерживает влагу дольше. Контраст между сторонами создает движение ионов, которое превращается в ток.
Ученые выяснили, что самая обычная хлопковая ткань может сама вырабатывать электричество, просто «дыша» влагой из воздуха. Такой материал работает и днем, и ночью, не нуждается в батарейках и питает простые электронные устройства. В экспериментах ткань без перерывов зажигала светодиоды и держала стабильное напряжение даже в темноте.
Вся разгадка в том, чем обработаны волокна хлопка. Ткань покрывают двумя разными полимерами. Один активно поглощает свет, быстро нагревается и ускоряет испарение воды. Второй, наоборот, отражает часть излучения и дольше удерживает влагу. Этот слой наносят только на половину ткани, поэтому одна сторона все время остается более влажной, а другая постоянно подсыхает.
Из-за такого контраста внутри волокон возникает непрерывное движение ионов по микроскопическим каналам хлопка. Именно благодаря такому процессу энергия и превращается в электрический ток. Система устроена так, что не «залипает» на избыточной влаге и не теряет работоспособность при ее недостатке. Даже ночью ткань продолжает вырабатывать энергию за счет влажности воздуха.
Если глубже заглянуть в химические процессы, то вот как все выглядит. Обычный хлопок погружают в раствор с мономерами пиррола. Прямо на волокнах формируется тонкий проводящий слой темного цвета, хорошо поглощающий свет. Затем половину ткани выдерживают в растворе дофамина, где появляется ультратонкая пленка с другими тепловыми свойствами. Разница температур между сторонами усиливает испарение и поддерживает стабильный поток зарядов.
Источник: hi-tech.mail.ru