研究人员已经发现了许多新的方法，用于创建从运动中获取能量的设备，用于开发不需要电池的可穿戴设备。这是 个不错的选择，因为第 波可穿戴技术已被用于健身设备和智能服装，人们可以穿着它来监控他们的活动。
为了使设计这样的技术变得更容易，赖斯大学的 个团队开发了 种新设备，它利用了所谓的摩擦电效应，即引起静电的效应。当两种材料摩擦在 起然后再次拉开时，摩擦电效应产生电荷。
无金属纳米发电机
正是这种现象，化学 詹姆斯·莱恩的莱斯实验室的 个团队已经习惯用激光诱导的石墨烯（LIG）制造出 种无金属的纳米发电机。石墨烯是化学 众所周知的二维（2D）纳米材料，具有高导电性。他说，虽然该设备不会产生很大的功率，但它可以让小型可穿戴设备处于正常工作状态。
“这可能是 种通过在行走过程中使用脚跟撞击的多余能量或者在躯干上摆动手臂动作来为小型装置充电的方法，”Tour说。
为了制造这种装置，研究人员 必须制造LIG，这是 种石墨烯泡沫，当化学物质在聚合物或其他材料表面被激光加热时产生。该过程仅留下相互连接的2D碳薄片。
研究人员表示，Tour和他的团队 使用 种名为聚酰亚胺的材料制造LIG，还使用其他天然和常见材料（如植物，食品，处理过的纸和木材）来制造LIG电 。然后，他们测试了由聚酰亚胺，软木和其他材料制成的LIG电 ，看看它们能够产生能量和耐用性的程度，Tour说。
在实验中，研究人员将折叠的LIG条带连接到 串发光二 管上，发现敲击条带产生的能量足以使它们闪烁。
触发器中的发生器
他们还在 个触发器中嵌入了 块更大的LIG，这使得佩戴者可以通过每 步产生能量，因为石墨烯复合材料与皮肤反复接触会产生电流，为 个小电容器充电，赖斯博士后研究员Michael Stanford说。
“嵌入触发器内的纳米发电机能够在行走1公里后在电容器上存储0.22毫焦耳的电能，”赖斯博士后研究员迈克尔斯坦福说，该报的第 作者。“这种储能率足以为可穿戴传感器和电子设备提供动力。”研究人员在ACS Nano期刊上发表了 篇关于他们工作的论文。
该团队测试各种配置以获取和评估结果。在折叠配置中，他们使用聚氨酯保护涂层从摩擦负型聚酰亚胺喷涂LIG，聚氨酯保护涂层也用作摩擦阳 材料。在这种设置中，当电 聚集在 起时，电子从聚氨酯转移到聚酰亚胺。
研究人员说，后续接触和分离驱动的电荷也可以通过外部电路存储，以重新平衡累积的静电荷。据报道，折叠LIG产生约1千伏的电力，并在5,000次弯曲循环后保持稳定。
研究人员说，团队提出的 佳配置是聚酰亚胺-LIG复合材料和铝电 。这产生的电压高于3.5千伏，峰值功率超过8毫瓦。
Elizabeth Montalbano是 位自由撰稿人，撰写了20多年的技术和文化。她曾在凤凰城，旧金山和纽约市作为专业记者生活和工作。在空闲时间，她喜欢冲浪，旅游，音乐，瑜伽和烹饪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的 个村庄。
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