Электретный материал, способный полупостоянно удерживать электрический заряд, может генерировать напряжение по мере изменения его расстояния до соответствующего электрода. Благодаря этому свойству электретные материалы могут быть применимы для разработки вибрационных (пьезоэлектрических) устройств и датчиков, способных преобразовывать внешние вибрации и давление в электрические сигналы. Однако обычные электретные материалы являются твердыми или имеют форму пленки и, как таковые, негибки и не способны деформироваться в сложные формы, что делает их непригодными для использования в разработке носимых датчиков сердцебиения и пульса.
Поэтому существует большой интерес к разработке гибких и растягиваемых устройств с вибрационным приводом, которые можно обрабатывать в различных формах и использовать в качестве таких датчиков.
Эта исследовательская группа защитила порфирин – органическое соединение – гибкой, но изолирующей структурой (i.е., разветвленные алкильные цепи), тем самым образуя жидкий материал при комнатной температуре, который способен стабильно сохранять статический заряд на порфириновом блоке.
Впоследствии группа разработала гибкое и растягиваемое устройство с вибрационным приводом. Сначала к этому жидкому материалу было приложено высокое напряжение, что привело к его электрической зарядке. Затем жидкому материалу давали впитаться в растяжимый текстиль, и пропитанный текстиль затем помещали между мягкими полиуретановыми электродами, интегрированными с посеребренными волокнами в качестве материала проводки.
При нажатии на поверхность устройства кончиком пальца он генерирует напряжение в диапазоне ± 100-200 мВ и стабильно работает не менее 1 часа.5 месяцев.
В будущих исследованиях группа надеется добиться использования этого устройства в здравоохранении за счет повышения способности жидкого электретного материала удерживать статическое электричество и внесения изменений в методы обработки, применяемые к устройству. Группа также будет стремиться к потенциальному использованию этого устройства с вибрационным питанием в качестве источника питания для устройств Интернета вещей путем объединения его с системой преобразования напряжения в ток, конденсатором и т. Д.