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對(duì)于重度手機(jī)依賴者，最要命的事可能就是手機(jī)沒(méi)電。連上充電器的瞬間，宛如生命重生，靈魂重獲自由。如今很多電子設(shè)備小巧便攜，可充電設(shè)備依舊不便攜，沒(méi)電的時(shí)候還是要乖乖找個(gè)插座來(lái)充電。中國(guó)科學(xué)院納米能源與系統(tǒng)所首席科學(xué)家、佐治亞理工學(xué)院教授王中林院士團(tuán)隊(duì)提出一種小巧的基于紙張的納米摩擦發(fā)電機(jī)，利用機(jī)械能發(fā)電，驅(qū)動(dòng)隨身的電子產(chǎn)品。相關(guān)研究成果發(fā)表在頂級(jí)納米科學(xué)雜志《ACS Nano》。

這種發(fā)電機(jī)的原理是基于該課題組近幾年來(lái)發(fā)展的摩擦納米發(fā)電技術(shù)（英文簡(jiǎn)稱為T(mén)ENG）。熟悉該課題組的小伙伴知道，該課題組已經(jīng)將TENG應(yīng)用于方方面面，如生物醫(yī)療、新型能源、可穿戴設(shè)備等，并且基于此技術(shù)發(fā)表的優(yōu)秀研究成果不勝枚舉。簡(jiǎn)單地來(lái)說(shuō)，這種技術(shù)就是小學(xué)課本中“摩擦發(fā)電”的進(jìn)階版，摩擦可以來(lái)自生產(chǎn)生活中的多種機(jī)械能形式。這一次，研究人員們則將材料優(yōu)化，形式改進(jìn)，研發(fā)出了小巧而又輕質(zhì)的發(fā)電器件。

發(fā)電器件的兩個(gè)基本組成元件為發(fā)電裝置紙基摩擦納米發(fā)電機(jī)（PC-TENG）和儲(chǔ)電裝置紙基超級(jí)電容器（P-SC）。之所以使用紙張作為基本的材料，就是為了獲得輕質(zhì)。而為了進(jìn)一步獲得更好的電輸出性能，研究者在這些基本元件上裁剪出槽位，彼此拼扣得到一個(gè)外觀為菱形的小型發(fā)電裝置（研究者稱之為PC-SCPU），甚至可以裝于錢(qián)包內(nèi)。值得一提的是，這種基于紙張的發(fā)電機(jī)比起以往研發(fā)出的亞克力基發(fā)電機(jī)在充電性能上更佳。

（a&c：P-SC和PC-TENG的制作基本流程；b：發(fā)電器件結(jié)構(gòu)示意圖）

（PC-TENG發(fā)電原理）

當(dāng)受到機(jī)械力后，PC-SCPU可以將電能儲(chǔ)存在其電容器裝置內(nèi)，連接好外部回路后，電能可以輸出。研究者就將PC-SCPU放置于錢(qián)包內(nèi)隨身攜帶，利用自然活動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能并存儲(chǔ)，隨后發(fā)現(xiàn)，PC-SCPU存儲(chǔ)的電能足以驅(qū)動(dòng)小型電子設(shè)備，如電子表、車(chē)用電子遙控器等。

(PC-SCPU可置于錢(qián)包中，并驅(qū)動(dòng)小型電子設(shè)備)

總體而言，這項(xiàng)發(fā)明展現(xiàn)出TENG技術(shù)前景之光明，下一步需要解決使用壽命等實(shí)際性問(wèn)題。也許未來(lái)的某一天，我們?cè)诼猛局性僖膊粸槭謾C(jī)電池耗盡而憂心，因?yàn)門(mén)ENG技術(shù)，能讓你的所有動(dòng)作都“來(lái)電”！

參考文獻(xiàn)

Guo, H.; Yeh, M.-H.; Zi, Y.; Wen, Z.; Chen, J.; Liu, G.; Hu, C.; Wang, Z. L., Ultralight Cut-Paper-Based Self-Charging Power Unit for Self-Powered Portable Electronic and Medical Systems. ACS Nano 2017.DOI: 10.1021/acsnano.7b00866