美科学家研究出纳米发电机 可给手机充电

   
纳米发电机（腾讯科技配图）
腾讯科技讯（林靖东）北京时间11月21日消息，据国外媒体报道，利用廉价材料制成的纳米发电机可以产生机械能源并生产出足够的电能给个人电子产品充电。
有朝一日，人们也许可以利用摩擦生电现象来给个人电子产品充电。
乔治亚州技术学院的研究员已经研制出一种设备，可以利用静电将动能转化为电能，给手机电池充电。这种技术在行业内尚属首创。
从理论上来说，人们在行走坐卧甚至呼吸时产生的多余的能量都可以给体内植入的医学设备和其他电子产品供电。然而，利用手机在口袋中小幅度运动产生的电能却一直是个难题。
乔治亚州技术学院的材料科学教授王忠林（音译）多年来一直在研究这个课题，他研究的对象主要是能够在机械压力下产生电压的压电材料。 王教授和其他研究人员利用纳米级材料结构放大了压电效应。但是到目前为止，压电式纳米发电机还不能产生非常显著的发电量。
现在王教授带领的研发团队展示了一种不同的方法，很可能会解决发电量不足的问题，即静电和摩擦。 乔治亚州技术学院的研究员们表示，根据摩擦产生静电的原理即摩电效应，我们可以利用一种名为聚对苯二甲酸乙二醇酯的塑料和金属来产生电能。当这些材料制成的薄膜彼此接触时，它们就会产生电荷。 当这两种材料制成的薄膜缠绕在一起时，它们之间就会产生电流，然后给电池充电。这两种不同材料的表面可以制成纳米级结构的图案，增加接触的表面积和两种材料之间的摩擦量，从而放大摩电效应产生的电能，达到能够为电池充电的最低要求。
王教授称，乔治亚州技术学院研制的纳米发电机现在已经可以将10%到15%的机械运动能转化为电能，如果可以将那些发电材料制作得更薄一些，应该可以将转换率提高到40%。一块手指甲大小的摩电材料在弯曲时可以产生8毫瓦的电能，足以支持一个心脏起搏器的运转。 一块5厘米见方的摩电材料在弯曲时产生的电能可以点亮600盏LED灯或给一块锂电池充电。王教授领导的研究团队在网上公布了这些研究成果。
王教授称：“可供选择的材料很多，纳米发电机设备也很容易制造。” 大约有50多种普通的塑料、金属和其他材料可以进行配对，用来生产这种设备。
弗吉尼亚州技术学院的能源采集材料与系统研究中心的主任沙先科普里亚（Shashank Priya）称：“这种发电方法产生的功率密度给我留下了深刻的印象。” 他说，其他材料还从未产生过能够用于实际应用的足够电能。
目前还不确定这种新型纳米发电机能否在实验室以外的环境工作。西雅图的华盛顿大学的机械工程学教授李江宇（音译）称：“他们需要在现实应用中展示出这种发电方法也能利用机械运动产生电能。”要想应用到实际应用之中，发电设备必须能够捕捉到能够提供足够电能的振动频率。 普里亚指出，如果纳米发电机只能捕捉到低能量的机械振动，那么利用它产生的电能给手机充电时就需要很长的时间。