人机交互式摩擦起电纳米发电机

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人机交互式摩擦起电纳米发电机

人机交互式摩擦起电纳米发电机从人类运动如步行、跑步和坐下当中获取生物力学能量，集成自供电系统。该发电机的工作机理是利用有源层和接触材料之间摩擦所产生的电荷及相应的电荷转移，从不同物体之间的摩擦中获得电能。当将该人机交互式摩擦起电纳米发电机应用到车轮上时，该发电机依靠集成在车轮上的分段电极发电，从路面和车轮之间的电位差变化获得能量，即当车轮表面与路面接触时会因摩擦电效应产生电荷，从而大幅提高车辆的燃油效率。智能座椅利用该发电机产生电量，可实现结构轻量、灵活、性价比高且稳定的目标。利用实例演示该发电机的性能，如将其应用到玩具车上，该玩具车上有60个蓝色和60个绿色的商用发光二极管LED和单色LCD灯及STOP指示器。当玩具车在地上行进的时候，LED灯都能被点亮，而当车辆停止的时候，STOP指示器就会变亮。该试验结果表明，摩擦引起电子运动所产生的电能足以驱动发光二极管。这表明，人机交互式摩擦起电纳米发电机能够在车辆行驶期间利用人体运动收集能量，并将获得的能量转换成电能，为车辆的各种无线装置、GPS系统、电子装置和其它传感器提供电能，从而提高车辆的能量利用率。进一步的研究表明，该发电机的转换效率与汽车的质量和速度有密切关系。根据车辆及其行驶状态的不同，发电量会有相应的变化，但总体上估计，该种发电机能将车辆的燃油效率提高至少10%。该发电机制造简单、成本低且稳定性好，是一种具有前景的自供电电子技术，同时材料环保，属于生物可降解材料。

刊名：ACS Applied Materials & Interfaces（英）

刊期：2016年第10期

作者：Arunkumar Chandrasekhar et al

编译：朱会