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在一些神话题材的影视剧中,神仙一伸手就有一道耀眼的电光射出,如雷雨时闪电一般斩妖除魔,神乎其神,赚足了眼球。这种本事普通人当然望尘莫及。上海产品设计大卫逊公司可以提示大家一下,我们最多在秋冬的夜晚,黑暗中手碰到带化纤布料的衣服时,因摩擦而放出几个电光小火花,一闪就消失。

摩擦起电与静电是日常生活中非常普遍的现象,但能量很微弱,也很难收集和利用,成为人们忽略的一种能源形式。不过现在不同了,普通人随手放电很可能成为实现,而且电的来源就是摩擦。

其实,产品设计公司有的材料受到外力作用时,能将机械能转变成电能,这被称作压电效应。美国佐治亚理工学院的华裔科学家王中林教授2006年发现,氧化锌纳米棒受力弯曲时会产生微弱的电压,于是他想到用纳米棒做成纳米电源。

当时的纳米电源电压仅为0.006~0.009伏。几番改进后,电压可达0.15~0.35伏,仍无大用。为了提高放电电压、加大电流,研究人员来回拨动纳米棒,结果得到了交流电,实现最高电压37伏、最大电流12微安的不错成绩,但还是不堪大用。

这时有人想到摩擦起电,将摩擦与纳米电源联系起来:将两块材料的摩擦面做成齐整密布、具有压电效应的纳米结构。这样两块材料来回摩擦,会产生群体压电效应,造成群体纳米电源叠加。说起来容易做起来难,横向摩擦很容易损坏纳米结构、磨平接触面。他们的解决方案是,不让两块材料做水平摩擦,而做上下移动。也就是将两块材料的纳米结构插入对方的缝隙,造成摩擦起电,就像两只手的手指不断交叉、分开,来回摩擦。这样手就是柔性薄膜,手指就是纳米电极,在它们间实现摩擦起电,从而创造了电压达18伏的摩擦纳米电源系统。

上海产品设计大卫逊公司可以告诉大家地是,这样的摩擦式纳米电源已经可以为体积很小的微-纳电子器件供电,可使这样的器件结构变简单,生产工艺简化,制造成本下降,使用寿命延长,利于大规模工业化生产与实际应用。

日常生活中有不少产品设计公司设计出来的东西都存在很多低频率的来回运动或振动,这些低频机械能能否转化为电能呢?科学家开发出以铝-聚四氟乙烯塑料为电极的纳米电源,在2~200赫之间都可发电。频率为14.5赫的机械运动最高输出电压达287.4伏,大大高于日常用电电压220伏的标准。北京大学的张海霞教授进一步将电极做成特殊的“三明治”结构,摩擦频率在5赫时,电压甚至可达320伏!

    现在开始将你的双手十指相扣来回搓动吧,看看每秒能搓动几次。戴上用柔性纳米摩擦电极材料做成的手套后,能否实现220伏电压的输出,能否驱动若干电器,能否如神仙般随手放出闪电,就看你的双手了。

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