实验室视频显示,反复敲击折叠的摩擦发电机产生的能量足以驱动一系列相连的发光二极管。试验表明,基于激光诱导石墨烯的发电机如何能够用于为可穿戴传感器和电子设备提供人类运动动力。(学分:旅游团/莱斯大学)“/>

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>出版社>柔性发电机将运动转化为能量:莱斯大学的激光诱导石墨烯纳米发电机可以为未来的可穿戴设备提供动力。

电子显微镜图像显示了莱斯大学制造的用作摩擦电纳米发电机的激光诱导石墨烯和聚酰亚胺复合材料的横截面。这些装置能够将运动转化为能量,然后储存起来供日后使用。(学分:旅游团/莱斯大学)
电子显微镜图像显示了莱斯大学制造的用作摩擦电纳米发电机的激光诱导石墨烯和聚酰亚胺复合材料的横截面。这些装置能够将运动转化为能量,然后储存起来供日后使用。(学分:旅游团/莱斯大学)

文摘:
从运动中获取能量的可穿戴设备不是一个新想法,但是莱斯大学的一种材料可能会使它们更加实用。



实验室视频显示,反复敲击折叠的摩擦发电机产生的能量足以驱动一系列相连的发光二极管。试验表明,基于激光诱导石墨烯的发电机如何能够用于为可穿戴传感器和电子设备提供人类运动动力。(学分:旅游团/莱斯大学)

柔性发电机将运动转化为能量:莱斯大学的激光诱导石墨烯纳米发电机可以为未来的可穿戴设备提供动力。

休斯敦Tx发布于6月2日,二千零一十九

化学家詹姆斯·图尔的水稻实验室已经将激光诱导石墨烯(LIG)改为小型石墨烯。产生电能的无金属装置。就像在头发上摩擦气球,将LIG复合材料与其他表面接触会产生静电,可用于驱动设备。

为此,感谢摩擦电效应,物质通过接触而聚集电荷。当它们组合在一起然后分开时,表面电荷积聚起来,可以通过渠道发电。

在实验中,研究人员将一条折叠的LIG连接到一组发光二极管上,发现敲击该条可以产生足够的能量使其闪烁。在触发器中嵌入一块较大的LIG,可以让佩戴者每走一步都能产生能量,由于石墨烯复合材料与皮肤的反复接触,产生了一个电流来给一个小电容充电。

“这可能是一种给小型设备充电的方法,只需在行走时使用脚后跟撞击的多余能量,或者摆动手臂靠在躯干上,”图尔说。

该项目在美国化学学会杂志ACS Nano上有详细介绍。

LIG是一种石墨烯泡沫,当化学物在聚合物或其他材料的表面被激光加热时产生。只留下相互连接的二维碳片。实验室首先在普通聚酰亚胺上制造了lig,但把技术推广到植物上,食物,经过处理的纸和木头。

实验室改为聚酰亚胺,软木塞和其他材料制成的LIG电极,看看它们能产生多大的能量,经得起磨损。他们从摩擦电系列两端的材料中得到了最好的结果,它量化了它们通过接触带电产生静电荷的能力。

在折叠结构中,从三元负聚酰亚胺中喷涂一层聚氨酯保护涂层。它也可以作为一种Tribo正极材料。当电极连接在一起时,电子从聚氨酯转移到聚酰亚胺。随后的接触和分离驱动电荷,这些电荷可以通过外部电路存储,以重新平衡积聚的静电荷。折叠灯产生约1千伏,并在5000次弯曲循环后保持稳定。

最佳配置,用聚酰亚胺-lig复合材料和铝制成的电极,产生的电压超过3.5千伏,峰值功率超过8毫瓦。

莱斯博士后研究员迈克尔•斯坦福说:“嵌入触发器中的纳米发电机在行走1公里后能够在电容器上存储0.22毫焦耳的电能。”论文的主要作者。“这种能量存储速率足以为可穿戴传感器和电子设备提供人体运动动力。”

论文的合著者是莱斯研究生叶智安、哲王和本科生李约翰、王文斯顿。旅游是T.T.W.F.曹教授是化学系的教授,同时也是水稻的计算机科学、材料科学和纳米工程教授。

空军科学研究办公室支持这项研究。

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