由蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院的孫寶全教授課題組與孫旭輝教授課題組合作的這項(xiàng)研究，主要利用雨滴在材料表面運(yùn)動產(chǎn)生的摩擦納米發(fā)電效益，而在雨天時(shí)收集電能。
利用雨滴在材料表面的運(yùn)動收集摩擦發(fā)電效益
基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的自供電傳感系統(tǒng)，可利用外部環(huán)境機(jī)械振動產(chǎn)生電能從而實(shí)現(xiàn)供電。
在這一案例中，科研者們采集了來自于太陽能電池材料表面的雨滴滑落運(yùn)動產(chǎn)生的摩擦，混合太陽能電池板頂層材料采用了聚二甲硅氧烷聚合物，而下一層采用了聚(3,4-乙烯二氧噻吩)- 聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS) 。
在雨滴下落時(shí)，頂層被激活， 聚合物與下一層接觸，而PEDOT/PSS材料的薄膜則充當(dāng)起了兩者的共同電極，使得摩擦納米發(fā)電機(jī)直接向太陽能電池供電，讓后者從前者收集電能。
而在晴天時(shí)，材料都是透明的，以確保光伏電池能夠正常收集太陽能。
摩擦納米發(fā)電機(jī)的四種基本工作模式
資料顯示，摩擦納米發(fā)電機(jī)具有垂直接觸-分離、水平滑動、單電極、獨(dú)立層等四種基本工作模式，是一項(xiàng)顛覆性技術(shù)并具有史無前例的輸出性能和優(yōu)點(diǎn)。
與經(jīng)典電磁發(fā)電機(jī)相比，其在低頻下的高效能是同類技術(shù)無法比擬的，同時(shí)它還可以作為自驅(qū)動的傳感器來感知由機(jī)械觸發(fā)所產(chǎn)生的靜態(tài)和動態(tài)過程的信息。
麥克斯韋位移電流理論對科技與產(chǎn)業(yè)的影響
物理學(xué)認(rèn)為，納米發(fā)電機(jī)將是麥克斯韋位移電流繼電磁波理論和技術(shù)后在能源與傳感方面的另一重大應(yīng)用，有可能引領(lǐng)技術(shù)革新并深刻改變?nèi)祟惿鐣?/p>
由位移電流推導(dǎo)出的電磁波理論、和電磁感應(yīng)現(xiàn)象和電磁場統(tǒng)一理論，不僅催生出天線廣播、電視電報(bào)、雷達(dá)微波、無線通信和空間技術(shù)，也在飛機(jī)、船舶、宇宙飛船以及電力和微電子工業(yè)中得到極大應(yīng)用。
而由位移電流第二分量基于媒介極化的特點(diǎn)催生出壓電納米發(fā)電機(jī)和摩擦納米發(fā)電機(jī)，則將極大地推動新能源技術(shù)和自供電傳感器技術(shù)的發(fā)展，使納米發(fā)電機(jī)能源系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、新能源甚至大數(shù)據(jù)等影響未來人類發(fā)展的重大方面得到廣泛的應(yīng)用。
