科学家发明新材料：触摸就能产生电力

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科学家开发出一种柔软薄膜状的材料，在触摸时会产生电能;意味着像智慧型手机和平板电脑的产品，可能有一天经由使用者简单地来提供电力。除了触控萤幕小玩意，研究人员表示这个薄而柔软的装置也可以用在我们的服装或鞋子，有助于从身体的移动，来获得可能是一整天的能量。

来自密西根州立大学(Michigan State University)的电机工程师尼尔森·斯普维达(Nelson Sepulveda)说：「我们在走向由人体移动供电给可穿戴装置的道路上。」 「我所预见相对较快的是，举例来说，一整个星期都不需要为你的手机充电的能力，因为能量将由你的移动来产生。」

研究人员创造的薄膜是所谓的奈米发电机(nanogenerator)，能量是藉由小规模的物理变化产生的，例如手指的敲击或滑动。在这种情况下，装置是在压电(piezoelectricity)原理下工作，电荷的累积是反映施加的机械应力。使得这个现象成为可能的原因是组成薄膜的物质之间的相互作用。

核心结构是硅晶圆，然后与其他材料的薄片层层堆叠，包括银，聚醯亚胺(polyimide)和聚丙烯铁电体(polypropylene ferroelectret)，充当装置的活性材料。

聚丙烯铁电体是含有带电粒子的薄聚合物泡沫。当压力施加到装置时，泡沫层压缩，在所谓的偶极矩(dipole mement)中产生变化，一种在铁电体中带正电和带负电分子之间的相互作用。

这反过来产生电荷，它是能够供电给我们每天在使用的装置，像是触控感应键盘：或是这个液晶显示(LCD)触控萤幕；或是一个发光二级体(LED)小型阵列。

虽然这些装置都不需要太多的电力，这是一个有希望的开始到一个全新类型的压电发电机，特别是考虑到它包括一个惊人的能力，在折叠时它的输出倍增。

斯普维达说：「每次折叠时，你所创造出来的电压量是以指数式地增加。」，「你可以以一个大的装置开始，但是当你一次又一次地折叠时，它现在变得非常小，而且有更多的能量。现在它可能小到足以放进特制的鞋跟，因此，每次你的鞋跟撞击到地面，它就会产生电力。

在测试的时候，一个手掌大小的材料薄膜能够产生约50伏，但研究人员承认，他们目前还没有办法从材料来产生稳定的电流。如同你可以在影片中看到，每当研究人员与原型装置相互作用时，灯或显示萤幕都会启动，但是一旦它们移走施加的压力，装置再度变成不动。

对研究小组来说，弄明白把电压协调成稳定可用的电流，将是接下来的挑战。

他们也正在研究以无线传输电流的技术的可能性，如此，由脚步产生的电荷，可以供电给您的蓝牙耳机。 当然，在我们自己的装置看到这种科技之前，可能还有一段时间。但如果真的做到了，它最终将给我们一种方式，来重新利用身体目前所损失的大量能量，在我们四处移动、走路、以及甚至只是做个手势的时候。

斯普维达告诉新闻网站Seeker的崔西?施泰德特(Tracy Staedter)：「要是你可以提取来自于平板电脑上滑动页面的机械能，并且对装置本身的电池充电，会怎样呢?」「这可以减少为装置充电所需要的时间。」