Velké citrusové plody známé jako pomela bývají oblíbeným ovocem v jihovýchodní a východní Asii. Co ale většinou končí v koši, teď dostává úplně nový smysl. Výzkumníci z University of Illinois Urbana-Champaign dokázali z pomelových slupek vytvořit zařízení, která nejen vyrábějí elektřinu, ale také monitorují pohyby lidského těla. Výsledky slibují nové možnosti v oblasti sběru energie i zdravotnické péče – a navíc řeší problém potravinového odpadu.

„Pomelo má dvě hlavní vrstvy – tenkou vnější kůru a silnou bílou dužinu pod ní, která je na dotek měkká a porézní jako houba. Tuto přirozenou strukturu jsme chtěli využít a místo vyhazování slupek najít jejich smysluplné využití,“ vysvětlil spoluautor studie Yi-Cheng Wang z Katedry potravinářské vědy a výživy na University of Illinois.

Typické pomelo váží 1–2 kilogramy, přičemž samotná slupka tvoří až polovinu hmotnosti. Vědci nejprve odstranili vnější vrstvu, zpracovali vnitřní měkkou část, rozřezali ji na menší kusy a poté lyofilizovali, aby zachovali její přirozenou porézní strukturu.

Zdroj: Shutterstock

Nově vyvinutá zařízení využívají princip tzv. kontaktní elektrifikace – známého jevu, kdy se třením dvou materiálů přenášejí elektrické náboje. „Je to stejný efekt, který zažíváme v zimě, když dostaneme ránu od kliky,“ vysvětlil Wang.

Pomelové slupky sloužily jako jedna vrstva a plastová fólie z polyimidu jako druhá. Mezi tyto vrstvy umístili měděné elektrody. Jakmile na zařízení působí vnější síla, například poklepání prstem, vzniká elektřina. Experimenty ukázaly, že jednoduchým poklepáním bylo možné rozsvítit až 20 LED diod. Díky integraci s malým systémem pro ukládání energie dokázala tato technologie napájet také kalkulačku nebo sportovní hodinky – bez jakéhokoliv připojení k síti.

Co dělá pomelové slupky tak unikátními, je jejich přirozená pórovitost, která umožňuje vysokou citlivost na sílu dotyku a frekvenci pohybu. Tento objev vedl vědce k nápadu využít zařízení také jako senzory připojené přímo na tělo.

Sledování pohybu těla bez baterií

Pomocí těchto samočinných senzorů bylo možné sledovat pohyb kloubů a chodidel. Různé typy pohybu totiž generovaly odlišné elektrické signály, které lze přesně vyhodnotit. Takové senzory by v budoucnu mohly pomoci například fyzioterapeutům nebo zdravotníkům sledovat rehabilitaci pacientů bez nutnosti složitého vybavení.

„Naše práce ukazuje, že i běžný potravinový odpad se může stát základem pro technologická zařízení s reálným přínosem. Pokud bychom dokázali častěji přeměnit odpadní materiály na užitečné produkty, mohli bychom významně přispět k dlouhodobé udržitelnosti,“ dodal Wang.

Vědecký tým už podal předběžnou patentovou přihlášku na svá pomelová triboelektrická zařízení a plánuje další výzkum využití zemědělského odpadu v moderních technologiích.

Výzkum University of Illinois ukazuje, že cesta od odpadu k technologiím není jen snem, ale reálnou možností. Proměna pomelových slupek ve zdroj energie i inteligentní senzory ukazuje, jak moc lze inovací přispět k ekologii i praktickému životu. Zdánlivě obyčejný zbytek z kuchyně se tak může stát klíčem k udržitelnější budoucnosti.