納米發電機誕生：摩擦摩擦就能給手機充上電

從2012年開始，喬治亞理工的科學家就一直在探索納米級靜電發電機（TENGs）的應用和商業前景。

近日，韓國蔚山國立科技研究所（UNIST）研究團隊在TENGs領域傳來好消息，他們已經攻克了一個阻礙TENGs技術廣泛應用的技術難題，那就是產出電量低的問題，為了解決這一問題，他們發明了一種新型的聚合物作為電介質材料。

一般意義上，只要電阻率超過10歐·厘米的物質都可以歸於電介質的範疇，簡單來說就是不導電的物質，比如空氣、玻璃、雲母片、膠木等。

只不過在靜電場中，電介質內部可以存在電場，這也是電介質和導體之間的基本區別，因此當給電介質接入電場時，在外電場的作用下，這些電荷就會在微觀範圍內產生極化和去極化，實現充/放電的功能。

TENGs設備本身是由兩種可以互相摩擦的不同材料組成，通過摩擦之後，玻璃、雲母片、尼龍這些材料就可以放出電子，而硅、特氟龍這些材料正好可以吸收電子，因此TENGs設備就可以將摩擦產生的機械能轉化為電能，為一些小型的電子設備提供電力。

不過，在研究TENGs設備時候，UNIST的研究人員發現，雖然該設備的特性確實有用，但其通過摩擦發電的方式卻有一些缺陷，比如摩擦中的材料無法均勻的進行接觸而導致材料磨損嚴重、靜電對潮濕環境比較敏感導致電力輸出時損耗較大等情況。因此UNIST研究人員最初是將其研究重心放在了提升點亮輸出這一方面，而且，在研發的過程中，還可能順道解決了一些與TENGs相關的環境問題。

經過實際性的研究後發現，UNIST在ScienceAdvances上發表的設備與喬治亞理工的研究十分相似，只不過UNIST發明的新型聚合物電介質可以從電極中獲取到更多的電量、輸出的電力也相對更多！

前文提到，UNIST團隊為了解決產出電量低的問題，發明了一種新型的聚合物作為電介質材料，這種新型的聚合物的電容率幾乎是原材料的兩倍，電量的輸出更是提升了20倍。輸出電量的大幅度提升勢必會讓TENGs技術更好的適用於充電設備中。

究其目的，研究TENGs技術的最終目標是為智能手機和手機進行充電，不得不說雖然這一願景還是很美好的，至少說明了人類在向著智能手機等終端設備續航能力無限延伸方面在做著不懈的努力。

目前，通過人類的各種運動行為進行發電的研究都在馬不停蹄的進行，比如美國麻省理工學院的兩名學生設計了一種地板系統可以收集人們走路、跳舞以及跳躍等運動產生的機械能並將其轉化成電能；美國一家公司開發了一款智能地板，可以根據用戶的踩踏，利用壓感原理髮電；德國研究人員已研製出發電鞋，它可以在行走過程中收集電能……

不過，筆者認為，通過對人類運動行為進行電能的收集這樣的實驗也許還比較靠譜，對摩擦產生的電量進行似乎略顯無稽。話說誰沒事兒干會戴一雙手套去摩擦著給自己的手機充電呢，如果將這樣的技術應用到諸如機械方面，似乎安全性方面也是個很大的問題！

就筆者看來，與其研究這些微弱的電量，不如教育和培訓我們的世人節約用電、研究新能源，這樣產生的電量可比通過摩擦產生的電量多的多！

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