智能手機(jī)的電量總是不夠的。4000毫安的大電池手機(jī)正在迅速普及,而5000毫安以上的手機(jī),市面上也已能找到幾款。但是,更大的電池容量意味著手機(jī)越來越大、越來越重。一個(gè)美國(guó)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)給出了另外一種思路:在手機(jī)觸摸屏安裝一層叫納米發(fā)電器的薄膜,當(dāng)手指劃動(dòng)、按壓屏幕時(shí),就能做到給手機(jī)充電。
這個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)來自密歇根州立大學(xué)。他們采用多晶硅、銀、高分子聚酰亞胺、聚丙烯鐵電體,等等,組合為多層結(jié)構(gòu),并在多層結(jié)構(gòu)中加入鐵,以確保這個(gè)薄膜中的每層都含有充電粒子。當(dāng)這個(gè)薄膜被人們劃動(dòng)、按壓時(shí),電能就產(chǎn)生了。
密歇根州立大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種新裝置,用戶能夠通過操作觸摸屏——滑動(dòng)手指、觸摸,為手機(jī)充電。
新裝置的名稱是 biocompatible ferroelectret nanogenerator (FENG),它由兩個(gè)部分組成:銀、聚酰亞胺(polyimide)、聚丙烯鐵電體(polypropylene ferroelectret)在內(nèi)的多層物質(zhì)組成內(nèi)層;一層硅把它們包覆起來,是為外層。它們都是環(huán)保材料,這些多層材料上還布滿了離子。這是一種低成本、高效的發(fā)電裝置,能把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
biocompatible ferroelectret nanogenerator (FENG) 機(jī)械能發(fā)電設(shè)備示意圖
發(fā)布會(huì)上,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 Nelson Sepulveda 表示:“我的預(yù)期是,很快,手機(jī)續(xù)航就能超過一個(gè)星期,因?yàn)樗鼤?huì)持續(xù)得被用戶手指操作充電。”
密歇根州立大學(xué)副教授 Nelson Sepulveda
這項(xiàng)技術(shù)更引人注目的是,當(dāng)該裝置被折疊起來,它的效果能極大提高——裝置體積越小,發(fā)電越多。Nelson Sepulveda 解釋道:“每次折疊,產(chǎn)生的電壓會(huì)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。你可以先制造出一塊大的觸摸發(fā)電設(shè)備,當(dāng)你把它折疊一次、兩次、三次之后,它現(xiàn)在體積更小并且有更多能量?,F(xiàn)在,它可以小到放進(jìn)人們的鞋跟——你每走一步,都會(huì)為它充電”
?。{米發(fā)電器安裝在觸摸屏層,滑動(dòng)手指即可發(fā)電。)
本質(zhì)上,這個(gè)薄膜就是一個(gè)納米發(fā)電器,用他們的專業(yè)術(shù)語叫「生物相容性聚丙烯鐵電體納米發(fā)電器」,英文簡(jiǎn)稱「FENG」,看上去讓人「不明覺厲」。這個(gè)多層結(jié)構(gòu)的薄膜其實(shí)和一張紙差不多薄,并能根據(jù)實(shí)際需要,制造成各種尺寸,以安裝到不同的設(shè)備當(dāng)中。
此外,這種納米發(fā)電器還有許多別的優(yōu)點(diǎn),比如輕巧、柔韌性強(qiáng)、適配性好、成本低廉。這些優(yōu)點(diǎn)如果放在其他智能設(shè)備,如藍(lán)牙耳機(jī)、智能手表和手環(huán),都將有很大發(fā)展?jié)摿Α?/p>
(納米發(fā)電器驅(qū)動(dòng)一個(gè)LCD觸摸屏,一組20只的LED燈泡,一個(gè)鍵盤。)
目前,這個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在不使用電池的情況下,僅靠簡(jiǎn)單的指尖劃動(dòng)和按壓,成功運(yùn)轉(zhuǎn)了一個(gè)LCD觸摸屏,一組20只的LED燈泡,一個(gè)鍵盤。其中,LED燈所使用的納米發(fā)電器,只有手掌大?。欢|摸屏所對(duì)應(yīng)的納米發(fā)電器,則只有一根手指那么大。
密歇根州立大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程專業(yè)的副教授Nelson Sepulveda,是該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,他認(rèn)為“通過人體運(yùn)動(dòng),為智能設(shè)備提供電能,是未來科技發(fā)展的趨勢(shì)?!?/p>
該科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的研究項(xiàng)目得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金的支持,關(guān)于此項(xiàng)研究的成果,近期已發(fā)表在頂級(jí)材料雜志《納米能源》。
在不久的將來,人們整個(gè)星期都不用給手機(jī)充電,因?yàn)殡娔茉谀愕氖种竸潉?dòng)屏幕的時(shí)候,就已悄然生成。
評(píng)論