美研發(fā)出摩擦電發(fā)電機(jī)

【導(dǎo)讀】美國一個研究小組稱，他們?nèi)涨伴_發(fā)出了一種透明的柔性摩擦電發(fā)電機(jī)。這種微型發(fā)電機(jī)能將散步這樣的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電，能“感覺”到一根羽毛飄落下來產(chǎn)生的壓力，能用來制造自供電的觸摸屏，在電子產(chǎn)品、環(huán)境監(jiān)測以及醫(yī)療設(shè)備制造等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

摘要：  美國一個研究小組稱，他們?nèi)涨伴_發(fā)出了一種透明的柔性摩擦電發(fā)電機(jī)。這種微型發(fā)電機(jī)能將散步這樣的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電，能“感覺”到一根羽毛飄落下來產(chǎn)生的壓力，能用來制造自供電的觸摸屏，在電子產(chǎn)品、環(huán)境監(jiān)測以及醫(yī)療設(shè)備制造等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

關(guān)鍵字：  電子產(chǎn)品，環(huán)境監(jiān)測，醫(yī)療設(shè)備，制造，摩擦電發(fā)電機(jī)

　　美國一個研究小組稱，他們?nèi)涨伴_發(fā)出了一種透明的柔性摩擦電發(fā)電機(jī)。這種微型發(fā)電機(jī)能將散步這樣的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電，能“感覺”到一根羽毛飄落下來產(chǎn)生的壓力，能用來制造自供電的觸摸屏，在電子產(chǎn)品、環(huán)境監(jiān)測以及醫(yī)療設(shè)備制造等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

　　摩擦電是自然界中最常見的一種現(xiàn)象之一，無論是梳頭、穿衣還是走路、開車都能遇到。但同時它們又很難被收集和利用，因此也往往被人視而不見。在新研究中，由美國佐治亞理工學(xué)院教授王中林領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，借助柔性高分子聚合物材料成功地將摩擦轉(zhuǎn)化成為了可供使用的電力。

　　這種摩擦電發(fā)電機(jī)依靠摩擦點(diǎn)電勢的充電泵效應(yīng)，通過聚酯纖維薄片與聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄片的摩擦來產(chǎn)生電力。借助一種分離技術(shù)，當(dāng)摩擦發(fā)生時，兩層聚合物薄膜之間產(chǎn)生電荷分離并形成電勢差，經(jīng)由外部電路即可形成電流。在摩擦中，聚酯纖維產(chǎn)生電子，聚二甲基硅氧烷則負(fù)責(zé)接收電子。此外，外部的按壓產(chǎn)生的機(jī)械形變也能使它們發(fā)生摩擦產(chǎn)生電力。

　　雖說光滑的表面在相互摩擦?xí)r也能產(chǎn)生電荷，但這些電荷的數(shù)量并不能滿足應(yīng)用的需要。于是王中林和他的團(tuán)隊(duì)通過改變摩擦表面圖案的方式來產(chǎn)生更大的電流。研究人員分別對線條、立方體和金字塔三種圖案進(jìn)行了測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)金字塔圖案的表面在摩擦?xí)r加速了電荷的形成，更利于電荷的分離，能產(chǎn)生最多的電流，極大地提高摩擦電發(fā)電機(jī)的效率。

　　由于這種摩擦電發(fā)電機(jī)采用透明的柔性材料制造，未來它將有望取代目前普遍使用的觸摸顯示裝置。此外，該摩擦電發(fā)電機(jī)還可以用作高靈敏度壓力傳感器。研究人員稱，這種壓力傳感器非常敏感，即便是落下的水滴或是飄落的羽毛這樣的微小壓力也會被準(zhǔn)確地“感覺”到，該裝置有望在有機(jī)電子材料和光電系統(tǒng)中獲得應(yīng)用。

　　研究人員稱，這種微型發(fā)電機(jī)制造工藝簡單，成本低廉，能很方便地進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的應(yīng)用。同時它還具有極好的耐久性和可加工性，可輕松融入其他產(chǎn)品的設(shè)計(jì)當(dāng)中。