科學(xué)家開發(fā)可為室內(nèi)全彩LED顯示屏供電的新型木
來源：司令 發(fā)布日期
2021-09-16 瀏覽：
據(jù)外媒報(bào)道，我們已經(jīng)看到利用人體運(yùn)動(dòng)發(fā)電的想法已應(yīng)用于許多領(lǐng)域，包括鞋類、道路，以及本周剛剛出現(xiàn)的用于治療受傷肌腱的植入式刺激器裝置。這些可能性之一是可以為電子設(shè)備提供能量的地板，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的科學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了這種技術(shù)的高效形式，其足以為 LED 燈泡和小型電子設(shè)備供電。
多年來，科學(xué)家已經(jīng)研究了一些能夠從人類運(yùn)動(dòng)中發(fā)電的創(chuàng)新地板解決方案，包括室內(nèi)和室外使用的瓷磚，以及依靠壓電效應(yīng)在機(jī)械壓力下產(chǎn)生電壓的海綿木材。這個(gè)新的例子與我們在2016年看到的另一個(gè)例子有一些相似之處，科學(xué)家將纖維素納米纖維嵌入木質(zhì)地板中，通過所謂的摩擦電效應(yīng)在振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電荷。
摩擦電效應(yīng)也構(gòu)成了新的智能木地板的基礎(chǔ)，它由兩片經(jīng)過處理的木材單板組成，下面有電極分層。但要使性能達(dá)到理想的水平，需要進(jìn)行一些修補(bǔ)，以解決木材發(fā)電能力有限的問題。"木材基本上是中性的，"該研究的高級作者Guido Panzarasa說。“這意味著木材沒有獲得或失去電子的真正傾向。因此，挑戰(zhàn)是使木材能夠吸引和失去電子。”
科學(xué)家開發(fā)可為LED燈供電的新型木地板
該團(tuán)隊(duì)的解決方案涉及在一塊木材上涂抹一種接觸后容易獲得電子的有機(jī)硅，并在另一塊木材上嵌入金屬離子和有機(jī)分子，使其具有更高的失去電子的傾向。這種處理方法在不同方向切割的不同種類的木材上進(jìn)行了測試，然后該團(tuán)隊(duì)找到了最有效的選擇，即徑向切割的云杉。
據(jù)科學(xué)家們說，這種處理方法使他們的木材比天然木材的發(fā)電效率高80倍，并在長達(dá)1500次的穩(wěn)定壓力下提供穩(wěn)定的輸出。塑造成一塊大約A4紙大小的地板，這種材料可以產(chǎn)生足夠的電力為家用LED燈、計(jì)算器和其他小型電子產(chǎn)品供電。
Panzarasa說：“我們的重點(diǎn)是證明用相對環(huán)保的程序改造木材，使其具有產(chǎn)生摩擦電效應(yīng)的可能性。云杉很便宜，可以得到，而且具有良好的機(jī)械性能。這種功能化的方法相當(dāng)簡單，而且可以在工業(yè)層面上進(jìn)行擴(kuò)展。這只是一個(gè)工程問題。”
科學(xué)家們現(xiàn)在正在努力改進(jìn)他們對木材的處理，使其更加生態(tài)友好，并且在他們努力實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用時(shí)更容易應(yīng)用。對他們有利的是，“發(fā)電機(jī)”保持了木質(zhì)地板的自然外觀和耐用性，這可能使它成為未來智能建筑中注重風(fēng)格的設(shè)計(jì)師的一個(gè)有吸引力的選擇。
Panzarasa說：“最終目標(biāo)是了解木材的潛力，超越那些已經(jīng)知道的潛力，并使木材具有新的特性，用于未來的可持續(xù)智能建筑。”這項(xiàng)研究發(fā)表在《Matter》雜志上。
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