作者:Xudong Wang等 来源:《能源和环境科学》 发布时间:2011-10-10 15:26:45
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新材料可利用人呼吸气流发电

 
压电材料能利用人类呼吸产生的风发电。
 
在这样一个能源时代,人类无所不用其极,美国科学家甚至研究利用呼吸发电。
 
威斯康星大学麦迪逊分校材料和工程学助理教授Xudong Wang和博士后Chengliang Sun、研究生Jian Shi在9月刊的《能源和环境科学》(Energy and Environmental Science )上报告了一种新型材料——聚偏二氟乙烯(PVDF)制成的微型塑料带,能够捕捉低速气流,利用压电效应将机械能转化为电能。研究人员称,如果材料足够薄,可以利用人的呼吸产生毫瓦(mW)级电能,用于给人体携带的血糖监测仪、心脏起搏器等传感设备供电。
 
人类呼吸能产生2米/秒的风速,这种速度的风通常用处不大。但Xudong Wang等人通过计算认为,如果能使这种材料足够薄,呼吸使之产生的细小振动就能转换为1毫瓦电能,足够身上的一些小型传感器等设备使用。
 
为此,Wang的小组利用离子蚀刻法(ion etching),使得材料在保留了压电性能的同时尽量薄。通过改进,Wang相信塑料带厚度可以控制到亚微米级,从而使利用呼吸发电变得实际可行。
 
微能利用技术目前正得到越来越多的重视和应用。例如,利用人体血糖发电的生物电池、利用人体运动或者心脏跳动的压电设备等。
 
利用纳米科技使电子仪器体积最小化,人类发明了血糖监测仪、心脏起搏器等嵌入式生物医药设备。这些仪器只需要极小的能量就能运行。为了给它们供电,人体运动、血流、发热、呼吸等各种人类活动产生的细小能量正好可以提供持续的能源。由于聚偏二氟乙烯具有生物相容性,Wang相信这项工作很有前景(来源:科学时报 陈欢欢)
 
 
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