来源： 时间：2022-11-19 18:35:07
科学家们创造了一种柔性材料，可以从身体运动中收集能量，为可穿戴设备和传感器供电。
美国莱斯大学的研究人员将激光诱导的石墨烯 (LIG) 改造成小型无金属设备，以发电。他们说，就像在头发上摩擦气球一样，将LIG复合材料与其他表面接触会产生静电，可用于为设备供电。
根据发表在《ACS Nano》杂志上的研究，摩擦电效应有助于材料通过接触收集电荷。当它们放在一起然后被拉开时，地表电荷就会积聚起来，这些电荷可以被引导用于发电。
在实验中，研究人员将折叠的LIG条连接到一串发光二极管上，发现敲击该条产生的能量足以使它们闪烁。嵌入触发器中的一块较大的LIG可以使佩戴者在每一步中产生能量，因为石墨烯复合材料与皮肤的重复接触会产生电流来给小电容器充电。
莱斯大学 (Rice University) 的詹姆斯·图尔 (James Tour) 表示: “这可能是一种仅通过在步行或手臂摆动身体时使用脚跟撞击的多余能量为小型设备充电的方法。”
LIG是用激光在聚合物或其他材料的表面上加热化学物质时产生的石墨烯泡沫，仅留下相互连接的二维碳片。该团队首先在普通聚酰亚胺上制作了LIG，但将该技术扩展到植物，食品，经过处理的纸张和木材。
研究人员将聚酰亚胺，软木和其他材料制成LIG电极，以了解它们产生能量并承受磨损的能力。他们从摩擦电系列的相对两端的材料中获得了最佳结果，该材料量化了它们通过接触电气化产生静电的能力。
在折叠配置中，来自摩擦负聚酰亚胺的LIG喷涂了聚氨酯保护涂层，该涂层也用作摩擦正材料。
将电极放在一起时，电子从聚氨酯转移到聚酰亚胺。随后的接触和分离驱动了可以通过外部电路存储的电荷，以重新平衡积累的静电荷。折叠LIG产生约一千伏，并在5,000弯曲循环后保持稳定。
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具有聚酰亚胺-LIG复合材料和铝的电极的最佳配置产生3.5千伏以上的电压，峰值功率超过8 8毫瓦。
莱斯大学博士后研究员迈克尔·斯坦福 (Michael Stanford) 说: “嵌入触发器中的纳米发电机能够在步行一公里后将0.22毫焦耳的电能存储在电容器上。”
斯坦福说: “这种能量存储速率足以为可穿戴的传感器和电子设备提供人力支持。”
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