太阳能闪边 未来手机可靠肌肉运动供电

2009-02-24 14:52:27来源: 电子工程专辑

      让实验室老鼠穿上一件内建奈米发电机(nanogenerator)的小夹克,当牠到处跑来跑去活动,所产生的能量就可被收集并启动电子装置。美国乔治亚理工学院(Georgia Tech)的研究人员进行了以上实验,并预言一种奈米级压电(piezoelectirc)能量产生器,将可藉由从环境收集能量(energy harvested)来为手机或其它手持装置供电

      该校研究人员Zhong Lin Wang表示,他们的研究目标是希望未来能透过像是手指屈伸、声带振动这样的人体肌肉运动,来启动医疗用的奈米组件:“我们所研发的数百万条压电奈米线,将可产生足够供应如黑莓机(Blackberry)这样的消费性电子装置的电能。而我们的实验已经证实,人类或动物的肌肉运动确实能用来发电。”

      许多能量收集的方法都是以循环运动做为动力来源,例如转轮;而Wang则试图研究是否不规则的肌肉运动也能利用,如果答案是可以,那人体的肌肉运动就能用来为供应药物、侦测血压的医疗植入物供电。

      为了测试以上的理论,Wang制造了两种配备嵌入式压电奈米线的能量收集组件,一种是尺寸到手指第一指结的指套,另一种是有四条平行奈米线、给小老鼠穿的夹克;当老鼠在笼子里的转轮奔跑时,奈米线会收缩。这两种装置能产生的电力为50~100毫伏(millivolts),输出电流为0.5奈安培(nanoamps)。

      该压电奈米线由氧化锌(zinc oxide)制造,在弯曲的时候会产生电力;将奈米线适度布置,好让人类或动物的活动能造成其弯曲,并因此产生能量,就有机会能将其电力导入电池中储存。这些奈米线直径大约100~800奈米,长度约100~500微米(micrometers)。

      为了产生足以启动电子装置的电压与电流,必须将这些小小奈米线组合起来;而由于奈米线弯折的方向会决定其所产生的电流方向,因此它们的弯折必须是同步的,才不至于让不同方向的电流相互抵销。

      Wang预测,要克服以上技术障碍将花上至少五年的时间,而下一步大进展预计可在一年内达成,届时他的团队将展示平行排列、可同时弯折的奈米线:“我们目前的研究是让奈米线在同一个表面上共同运作,并让它们能整齐排列与同步。”

      上述实验的小老鼠夹克内含的四条奈米线,是织入衣服纤维中,并透过将它们嵌入在一个基板上,达到可同步往同方向弯折的目标。该团队将在下一次的展示中利用类似的方法,把数百万条平行排列奈米线封进柔软的聚合物中。

关键字:手机  供电  纳米

编辑:王程光 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2009/0224/article_1137.html
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