2023-05-10 14:56:27
近日，来自南卡罗来纳州克莱姆森纳米材料研究所（CNI）的研究人员使用3D打印技术创建了一个无线的摩擦电纳米发生器，通过运动和振动产生电力。
摩擦电是一种由摩擦产生的电荷，克莱姆森大学研究人员认为是可以为地球提供动力的绿色能源。去年，这个研究小组制作了一个简单的由塑料和胶带材料制成的摩擦纳米发电机，它们在电子方面具有相反的行为，当它们放在一起时会产生电压。
该发电机可以通过鼓掌或敲击脚来发电，然后可以将该能量转移用于储存在电池或电容器中。
这听起来太简单了，但是克莱姆森的研究人员刚刚更新了他们的技术，使其更加有用。现在是无线的，它的塑料部件已经换成由石墨烯和PLA制成的多部分光纤。用于抓取电子的原始Kapton胶带已被Teflon取代。
正是这种石墨烯－PLA纤维让我们特别兴奋。首先，操作石墨烯非常困难，但克莱姆森的研究人员使用了一种称为“超声波”的工艺，将石墨分解成高频声波层。而在PLA中，纤维也变成可3D打印的。
使用3D打印机，团队能够制造新的“W－TENG”纳米发生器，能够产生高达3000伏的电压，足以为25个标准电源插座供电。而且由于电压太高，W－TENG产生一个可以无线感应的电场，使其成为一种二合一的电源和电子设备。
该研究的第一作者Sai Sunil Mallineni解释说：“它不仅可以为您提供能量，而且还可以将电场作为遥控器使用，例如，您可以点击W－TENG并将其电场用作一个‘按钮’打开你的车库门，或者你可以启动一个安全系统，所有这些都不需要电池，而且是无线的。”
无线W－TENG可以用在外太空、海洋中部，甚至在电力供应可能不足的军事情况下。它也可以用来在灾区或发展中国家提供电力。
该研究的通讯作者Ramakrishna Podila说：“一些发展中国家需要大量的能源，尽管我们在这种环境下可能无法使用电池或电源插座。W－TENG可能是这些地区更清洁的发电方式之一。”
目前，研究人员正在为其3D打印无线纳米发生器寻求专利。标题为“A Wireless Triboelectric Nanogenerator”的研究论文已经发表在Advanced Energy Materials上。