柔性摩擦電發電機在美誕生


美國佐治亞理工學院的一個科研組日前稱,他們開發了一種透明的柔性發電機摩擦電發電機,能利用走路時的機械能發電。摩擦電是自然界最常見的現像之一,因為很難充電控制器收集利用而被忽略。
  他們開發的發電機通過聚酯纖維薄片與聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄片的摩擦來產生電力。當摩擦發生時,水力發電機兩層聚合物薄膜之間產生電荷分離並形成電勢差,經由外部電路即可形成電流。聚酯纖風力發電機維產生電子,聚二甲基硅氧烷負責接收電子。不過,這些電荷的數量不能滿足應用需要。研究人員分別對線條、立方體和金太陽能發電字塔3種摩擦表面圖案進行測試,發現金字塔圖案的表面摩擦時加速了電荷形成,更利於電荷分離,產生的電流最多,極大地提高了摩擦電發電機的效率。
  為了制造這種發集合式電表電機,他們借助光刻和蝕刻工藝,先用硅片造出一個模具,再將液態PDMS和一種交聯劑混合後塗到模具上,冷卻後形成一張薄膜,最後將兩種獨有金屬電極的高分子聚合物薄膜銦錫氧化物(ITO)與聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜貼合在一起,形成三明治結構。實驗表明,這種具有微結構陣列的摩擦電發電機的輸出電壓可達18伏。研究人員認為,由於這種摩擦電發電機采用透明的柔性材料,有望取代目前普遍使用的觸屏。

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