科學(xué)家開發(fā)可為室內(nèi)全彩LED顯示屏供電的新型木
來源：司令 發(fā)布日期
2021-09-16 瀏覽：
據(jù)外媒報道，我們已經(jīng)看到利用人體運動發(fā)電的想法已應(yīng)用于許多領(lǐng)域，包括鞋類、道路，以及本周剛剛出現(xiàn)的用于治療受傷肌腱的植入式刺激器裝置。這些可能性之一是可以為電子設(shè)備提供能量的地板，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的科學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了這種技術(shù)的高效形式，其足以為 LED 燈泡和小型電子設(shè)備供電。
多年來，科學(xué)家已經(jīng)研究了一些能夠從人類運動中發(fā)電的創(chuàng)新地板解決方案，包括室內(nèi)和室外使用的瓷磚，以及依靠壓電效應(yīng)在機(jī)械壓力下產(chǎn)生電壓的海綿木材。這個新的例子與我們在2016年看到的另一個例子有一些相似之處，科學(xué)家將纖維素納米纖維嵌入木質(zhì)地板中，通過所謂的摩擦電效應(yīng)在振動時產(chǎn)生電荷。
摩擦電效應(yīng)也構(gòu)成了新的智能木地板的基礎(chǔ)，它由兩片經(jīng)過處理的木材單板組成，下面有電極分層。但要使性能達(dá)到理想的水平，需要進(jìn)行一些修補，以解決木材發(fā)電能力有限的問題。"木材基本上是中性的，"該研究的高級作者Guido Panzarasa說。“這意味著木材沒有獲得或失去電子的真正傾向。因此，挑戰(zhàn)是使木材能夠吸引和失去電子。”
科學(xué)家開發(fā)可為LED燈供電的新型木地板
該團(tuán)隊的解決方案涉及在一塊木材上涂抹一種接觸后容易獲得電子的有機(jī)硅，并在另一塊木材上嵌入金屬離子和有機(jī)分子，使其具有更高的失去電子的傾向。這種處理方法在不同方向切割的不同種類的木材上進(jìn)行了測試，然后該團(tuán)隊找到了最有效的選擇，即徑向切割的云杉。
據(jù)科學(xué)家們說，這種處理方法使他們的木材比天然木材的發(fā)電效率高80倍，并在長達(dá)1500次的穩(wěn)定壓力下提供穩(wěn)定的輸出。塑造成一塊大約A4紙大小的地板，這種材料可以產(chǎn)生足夠的電力為家用LED燈、計算器和其他小型電子產(chǎn)品供電。
Panzarasa說：“我們的重點是證明用相對環(huán)保的程序改造木材，使其具有產(chǎn)生摩擦電效應(yīng)的可能性。云杉很便宜，可以得到，而且具有良好的機(jī)械性能。這種功能化的方法相當(dāng)簡單，而且可以在工業(yè)層面上進(jìn)行擴(kuò)展。這只是一個工程問題。”
科學(xué)家們現(xiàn)在正在努力改進(jìn)他們對木材的處理，使其更加生態(tài)友好，并且在他們努力實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用時更容易應(yīng)用。對他們有利的是，“發(fā)電機(jī)”保持了木質(zhì)地板的自然外觀和耐用性，這可能使它成為未來智能建筑中注重風(fēng)格的設(shè)計師的一個有吸引力的選擇。
Panzarasa說：“最終目標(biāo)是了解木材的潛力，超越那些已經(jīng)知道的潛力，并使木材具有新的特性，用于未來的可持續(xù)智能建筑。”這項研究發(fā)表在《Matter》雜志上。
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