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科學家利用摩擦發電,讓傳統玩具轉型成無需電池的智能電子玩具

2018-06-19 10:12:48 科技新報   作者: Emma stein  

未來有一天,那些橡膠鴨子玩具或許可以在不裝電池的情況下發光,功勞來自一種稱為摩擦發電式納米發電機的元件,將傳統電子玩具轉化為不需電池供電的智能電子玩具。

摩擦發電式納米發電機(Triboelectric Nanogenerator,TENGs)是一種利用摩擦起電原理(Triboelectric Effect)來設計感測器或收集能量的元件,基本上任何材料都可以當作接觸面,比如衣物、紙張等,前陣子中國蘇州大學團隊還發布一項研究,他們利用雨水與太陽能板之間的摩擦力使后者在雨天發電。

而根據美國兒科學會統計,幾乎每個小孩子到 4 歲左右都接觸過電子玩具,這些玩具透過發光或發出簡單嗶嗶聲吸引孩童注意,但大人也要在背后頻繁地為玩具更換電池。

但如果使用摩擦生電原理,玩具也可以「自己供電」,只要按一按眼睛就會發光。韓國濟州大學材料科學家 Sang-Jae Kim 團隊正在開發不需電池供電的兒童電子玩具,利用 TENGs 收集機械振動時產生的能量(電荷),類似頭發與氣球摩擦時形成的靜電,再將之儲存轉化為可用形式。

研究人員將由鋁電極制成的 TENGs 夾在環保硅膠薄膜之間,結合至橡膠小鴨和拍手玩具,接著透過擠壓或搖動方式讓電極與薄膜接觸產生電荷,TENGs 可從中收集足夠能量為玩具 LED 燈供電,比如眼睛部位。

過去,將 TENGs 應用在玩具并嘗試商業化是個大挑戰,因為能量存儲與轉換效率過低,但韓國團隊透過新的設計能更有效利用 TENGs,讓傳統玩具轉型為智能供電玩具的前途更加明朗化,并且有機會進一步應用在醫療感測器上。團隊論文發布在美國化學學會《Sustainable Chemistry & Engineering》期刊。




責任編輯: 江曉蓓

標簽:摩擦發電,電池,智能電子玩具