美國阿拉巴馬大學(xué)亨茨維爾分?？茖W(xué)家研制出了一種新型摩擦生電納米發(fā)電機，可為小型設(shè)備供電。該發(fā)電機使用石灰石膩子發(fā)電，與傳統(tǒng)摩擦發(fā)電方法相比，能節(jié)省大量成本。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期美國化學(xué)會《ACS Omega》雜志。

研究示意圖  圖片來源：美國化學(xué)學(xué)會《ACS Omega》雜志

摩擦生電納米發(fā)電機于2012年首次面世，是一種將機械能或熱能轉(zhuǎn)化為電能的小型設(shè)備，用于小型無線自主設(shè)備，如可穿戴電子設(shè)備、狀態(tài)監(jiān)測和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。典型的使用場景包括心臟監(jiān)測儀植入物、農(nóng)場動物佩戴的生物芯片轉(zhuǎn)發(fā)器、在輪胎壓力低時提醒駕駛員的傳感器等。

摩擦生電納米發(fā)電機通過行走、振動、輪胎轉(zhuǎn)動、風(fēng)吹或水流等運動，使兩個物體相互接觸或移動摩擦?xí)r，在它們之間傳遞電荷，從而為設(shè)備產(chǎn)生電力，這些方式對環(huán)境的影響都很小。

研究人員指出，現(xiàn)有摩擦生電納米發(fā)電機使用昂貴的基于納米技術(shù)的方法制成，還要用到一些特殊設(shè)備，而他們研制的設(shè)備使用雙面膠帶或石灰石膩子等黏性材料來產(chǎn)生電荷，只需簡單的工藝技術(shù)，因此更具成本效益，也更容易制造。

此外，與現(xiàn)有設(shè)備相比，新設(shè)備使用了金屬化聚酯片，這也擴展了其工作頻率帶寬。這一點意義重大，因為一些小型能量采集設(shè)備，如健康監(jiān)測和可穿戴外骨骼系統(tǒng)，需要更寬的頻帶來收集人體運動的能量。研究人員指出，普通的摩擦生電納米發(fā)電機的工作頻率低于10赫茲，而新設(shè)備的工作頻率高達80赫茲。

研究團隊計劃開展進一步研究，探索利用大理石、砂巖和月壤等不同礦物制造摩擦生電納米發(fā)電機的可能性。