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柔性纳米发电机,没电就请走两步

2016-6-23 11:27| 发布者: 财经资讯| 查看: 1396| 评论: 0

摘要: 王中林跟佐治亚理工学院的同事开发出第一台摩擦型纳米发电机:TENG的时候,是在2012年。TENG可以直接利用摩擦产生的静电来为小型电子设备供电,比如走路的时候,通过鞋里面的TENG,每走一步就能产生让80个LED等亮起 ...
王中林跟佐治亚理工学院的同事开发出第一台摩擦型纳米发电机:TENG的时候,是在2012年。TENG可以直接利用摩擦产生的静电来为小型电子设备供电,比如走路的时候,通过鞋里面的TENG,每走一步就能产生让80个LED等亮起来的电能。

  这么神奇的TENG是不是黑科技?

  并不是,其实TENG也只是由两不同的材料组成在一起。一种是容易失去电子的材料,像是玻璃或尼龙,另一种则是容易吸收电子的材料,比如说硅还有聚四氟乙烯。当这两种材料相互摩擦时就能很容易的产生静电,还记得小时候劳技课上老师用丝绸与玻璃棒摩擦产生静电吸附小纸块的实验吗?就是这个原理。

  不过王中林觉得,这种长期的摩擦会带来非常严重的磨损,所以他需要找到一个更好的解决方案。12年的时候,王中林回到佐治亚理工学院实验室里去尝试用一些新的方式来实现低磨损发电,功夫不负有心人,王中林与同事最后发现,将这种材料做成波浪接触面叠放一起时,只要通过挤压的方式,这种结构就能达到非常好的摩擦效果,并也能产生静电完成发电的效果。

  除了有令人震惊的能量转换效率以外,这种模式也能让TENG的材料不再局限于硬质电子材料。现在,王中林与他的团队就已经开发出了采用柔性电子材料做成的TENG,这样的产品不仅是一个非常可靠的能源也是一个可拉伸,可弯曲具有强拓展性的产品。

  在科技研究型杂志《Science Advances》中,佐治亚理工学院的研究人员采用TENG装置结合导电液体电极和一个橡胶弹性套,成功演示了纳米发电机的灵活,并还给它取了一个新名字:“saTENG”(形态自适应TENG)。

  "saTENG与TENG最关键的区别就在于我们使用导电液代替了之前的固体导电部分,这样整个结构更具有灵活性与适应性,几乎能适用于任何物体表面。"

  王中林称,利用这种材料,纳米发电机可延伸3倍而性能不会有丝毫下降。他们将设备放置在一个人的鞋上,当佩戴者走了一步,产生的电力足够让超过80个LED灯亮起。他们也利用这种材料做了一个手镯,仅从佩戴者的手臂运动上就攒了足够的电能维持LED等点亮。

  未来,他们还可能将水作为液体电极,水的流动性还具备了自身的机械能,如果可以提取的话,这还将开辟了一条新的发电思路。

  saTENG现在所面临的最大的挑战是建立一个稳定的输出系统。新设备的演示也不是最后一步。之后,他们将研究saTENG在医疗和保健中的应用,想象一下,当患者使用的起搏器所需要的电能就是从这么一个微小的装置而来,源源不断地为心脏输送电流,多么不可思议。


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