薄膜狀裝置通過(guò)人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生能量并可用于操作多個(gè)物體包括LCD觸摸屏LED燈和柔性鍵盤(pán)

靈活的設(shè)備將運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為能量

薄膜狀裝置通過(guò)人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生能量，并可用于操作多個(gè)物體，包括LCD觸摸屏，LED燈和柔性鍵盤(pán)。

一段時(shí)間以來(lái)，研究人員一直在探索如何利用運(yùn)動(dòng)作為可穿戴設(shè)備的能量收集方式。但是現(xiàn)在密歇根州立大學(xué)的一些工程師已經(jīng)將這種類(lèi)型的工作提升到了一個(gè)新的水平，這種類(lèi)似的設(shè)備可以為下一代柔性電子設(shè)備提供動(dòng)力，如移動(dòng)電話，觸摸屏和鍵盤(pán)。

該大學(xué)的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種低成本的納米發(fā)電機(jī)，它采用硅片制成，并由幾片薄薄的環(huán)保物質(zhì)制成。那些包括銀，聚酰亞胺和聚丙烯鐵電駐極體 - 最后一個(gè)適用于設(shè)備的名稱(chēng)：生物相容性鐵電駐極體納米發(fā)電機(jī)，或FENG。

研究人員還說(shuō)，研究人員還添加了離子，使設(shè)備中的每一層都含有帶電粒子，使設(shè)備在被人體運(yùn)動(dòng)或機(jī)械能壓縮時(shí)產(chǎn)生電能。

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電氣和計(jì)算機(jī)工程副教授兼該項(xiàng)目的首席研究員Nelson Sepulveda表示，這項(xiàng)工作為可穿戴設(shè)備和其他設(shè)備鋪設(shè)了通過(guò)人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量來(lái)延長(zhǎng)電池電量的方式。他說(shuō)，它還可以為低功耗電子產(chǎn)品提供唯一的能源。Sepulveda和合作研究人員在納米能源雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于他們工作的論文。

“我預(yù)計(jì)，相對(duì)較快的是，不需要為手機(jī)充電一整周，例如，因?yàn)檫@種能量將由你的機(jī)芯產(chǎn)生，”他說(shuō)。

在測(cè)試手掌大小的設(shè)備時(shí)，科學(xué)家們成功地操作了一個(gè)LCD觸摸屏，一組20個(gè)LED燈和一個(gè)靈活的鍵盤(pán)，只需使用觸摸或按壓動(dòng)作，完全沒(méi)有電池輔助。靈活鍵盤(pán)的視頻如下。

研究人員表示，除了這些設(shè)備外，輕巧，靈活，可擴(kuò)展的能量采集設(shè)備還可以用于為許多其他自動(dòng)電子設(shè)備供電，例如移動(dòng)電話和其他也使用觸摸屏的設(shè)備。

Sepulveda說(shuō)，該設(shè)備的另一個(gè)好處是折疊后它變得更加強(qiáng)大，這意味著它可以定制，以適應(yīng)像鞋子這樣的應(yīng)用，為無(wú)線耳機(jī)等可穿戴設(shè)備供電。

“每次折疊它都會(huì)成倍地增加你創(chuàng)造的電壓，”他說(shuō)。“你可以從一個(gè)大型設(shè)備開(kāi)始，但是當(dāng)你將它折疊一次，再一次折疊時(shí)，它現(xiàn)在變得更小，能量更大。現(xiàn)在它可能足夠小，可以放入鞋子的特制鞋跟，這樣每次鞋跟撞擊地面時(shí)都會(huì)產(chǎn)生力量。“

他們表示，該團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)努力為各種應(yīng)用優(yōu)化設(shè)備。該研究由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助。

Elizabeth Montalbano是一位自由撰稿人，撰寫(xiě)了超過(guò)15年的技術(shù)和文化。她曾在鳳凰城，舊金山和紐約擔(dān)任專(zhuān)業(yè)記者。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一個(gè)村莊。