科技再升級！小巧輕便的發電設備，客官來一份不？

一則新鮮出爐的報告顯示，一種極為方便的能量收集裝置橫空出世，其能量來源是人體的動作。

該裝置輕薄小巧，能被安裝在衣服布料中，只要我們動一動，就能給智能手機和健身追蹤器等個人電子產品充電。出門在外不用帶任何東西，全天電話網路暢通，豈不是美滋滋？

許多關於此類的研究都專註於從外界的能量源採集能量，例如震動、變形、溫度變化，或者光能、無線電波、生化反應等；最近，甚至有智能手機採用了外界的無線電波給自己充電；但是，一個重要的能量源卻無人問津，那就是人體動作產生的多餘能量。

這款設備的研製者之一、來自美國范德堡大學的學者卡里·平特（Cary Pint）提出：「未來我們可以直接通過自身動作和周圍環境給個人設備充電——毫不誇張地說，我們本身就是一個充電寶。」

然而，許多設備都宣稱能捕捉低頻人體動作的能量，但所用材料通常只能在運動頻率超過每秒100次時才能發揮出最佳效能，於是大部分人體動作產生的能量都白白流失了。這個新設備直徑只有人類髮絲的五千分之一，能從最細微的人體動作中捕獲能量，從而高效率轉化性能。

「與其他捕獲人體動作能量的方法相比，我們的產品所採用的方法有兩大根本優勢，」平特介紹道，「我們的材料小巧輕便，能安裝在布料之中且不影響著裝外觀和觸感。它還能從頻率低於10赫茲（即每秒震動不到10次）的動作中收集能量，這個範圍已經涵蓋了所有低頻的人體動作。」

在這項新研究中，科學家們使用了黑磷薄片，這種材料在電氣、光學和電化學方面的特性令納米技術研究者十分感興趣。科學家再結合納米技術領域另一種頗讓科學家們看好的高性能材料——石墨烯，通過化學工藝在石墨烯上鍍上了多層極薄的黑磷，製作出兩片相同的黑磷電極，然後將電解質夾在電極之間。這兩種神奇的材料一同使用，可通過彎曲和伸縮產生能量，於是終於實現了性能上新的突破。

團隊發現，該模型能從頻率低於10赫茲（每秒震動10次）甚至0.01 赫茲（每100秒震動1次）的動作中收集能量。比這還慢的動作在人類身上幾乎不存在。

看到這裡，企鵝君讚歎的同時不僅也捏一把汗——給最愛的夾克裝上這些設備是不錯，但小編可不想自己的衣服會像某星手機那樣爆炸。這些設備安全嗎？

「論文的審稿人也向我們提出過安全問題，這種安全隱患完全不存在。電池如若著火，那隻能是因為正負電極短路從而引燃了電解質。」平特笑著回答，「我們的收集裝置有兩個相同的電極，即便短路也只是無法收集能量而已。不過，如果你把我們的設備放到酒精噴燈下用火燒，那它確實會著火，」說到這裡他若有所思地停頓了一下，「我們還將會把電解質換成固體，以避免這種誇張的情況發生。」

目前，由於人體動作產生的電壓只是毫伏級的，所以該設備在使用上還存在一定的局限。不過，該團隊接下來會致力於解決這一問題，而且平特認為該設備的前景不僅限於發電：「我們的產品安裝在衣服中時，能將人體動作轉化為靈敏度極高的電子信號，準確記錄我們的動作。不僅如此，我們現在將這種能跟蹤三維動作的設備與虛擬現實技術結合的想法——它還有無限的可能性可以發展延伸。」

不知道當這種集方便與高性能為一體的高科技產品面世之時，我們的生活會有多大的改變？如果價格不是那麼貴，丟三落四的小編倒是很想去體驗一把不愁沒充電寶的生活。你呢?

文章來源：

文章由企鵝科學和科普中國聯合推出

轉載請註明來自「科普中國」

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！