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最先进的纳米发电机也可作为气象站刘晓婧

刘晓
2022年08月11日

最先进的纳米发电机也可作为气象站

加州大学洛杉矶分校的研究人员和同事设计了一种新的小工具，可以从积雪中产生电能。第一个类型，这个小工具便宜，小，瘦，多功能像一张塑料。

“该设备可以在偏远地区工作，因为它提供自己的电源并且不需要电池，”资深创始人Richard Kaner说道，他是UCLA的Myung Ki Hong博士，负责材料创新“这是一个非常聪明的设备 - 一个可以告诉你降雪量多少，降雪方向以及风的方向和速度的气象站。”

该研究人员的名字也一雪为主摩擦纳米发电机，或雪TENG。摩擦纳米发电机通过静电产生成本，从电子的变化中产生活力。

关于这个小工具的发现在纳米能源杂志上有所体现。

“静电由一种捕获电子的材料与另一种释放电子的材料相互作用产生，”Kaner说，他也是化学和生物化学，供应科学和工程的杰出教授，加州纳米计划研究所的成员。加州大学洛杉矶分校。“你把收费分开，基本上什么也没用。”

积雪带正电并提供电子。有机硅是一种人造橡胶状材料，由硅原子和氧原子组成，与碳，氢和不同部分混合 - 带负电。当落雪接触硅树脂地板时，会产生小工具捕获的成本，从而产生电能。

“雪已经充电，所以我们想，为什么不带另一种带有相反电荷的材料并提取电荷来制造电力呢？” 联合作者，加州大学洛杉矶分校化学与生物化学博士后研究员 Maher El-Kady说。

“虽然雪喜欢放弃电子，但设备的性能取决于提取这些电子时其他材料的效率，”他补充说。“在测试了包括铝箔和聚四氟乙烯在内的大量材料后，我们发现有机硅产生的电荷比任何其他材料都多。”

每年冬天，大约30％的地球被雪覆盖，在此期间，光伏电池板通常无法正常工作，El-Kady很有名。积雪会减少到达光伏阵列的日光量，限制了面板的能量输出并使其效率降低。他说，新的小工具可能内置于光伏电池板中，以便在下雪时提供稳定的能量供应。

Kaner表示，该小工具可用于监控冬季运动活动，如单板滑雪，以便在操作，散步或跳跃时额外准确地评估和提高运动员的效率。它还有可能弄清楚越野单板滑雪中使用的主要运动模式，这是用一块好的手表无法检测到的。

它可能会迎来一个自我动力可穿戴装置的新时代，用于监控运动员及其表现。

它还可以发送警报，指示特定人员是否正在转移。它可以告知特定的人何时漫步，操作，跳跃或行进。

分析人员使用三维打印设计小工具，其中有一层硅胶和一个电极，以降低成本。Kaner表示，鉴于“易于制造和有机硅的可用性”，工作人员认为这种小工具可能以低价生产。有机硅广泛用于贸易，商品如润滑剂，电线绝缘和生物医学植入物，现在它具有活力收获的潜力。