動一動就能給手機充電 納米發電機將改變你的生活

隨著現代生活不斷向智能化發展，電子器件也在向微型化、輕量化發展。電池作為電子器件中必不可少的一部分，一直制約著電子產品走向微型化、輕量化。為了解決這個問題，科學家開始投入到納米發電機的研究中。納米發電機是利用摩擦起電效應和靜電感應原理將機械能轉化為電能的裝置，可以廣泛應用於新型能源、醫療等領域和便攜式設備中，具有廣闊的市場前景。那麼，納米發電機在不同的領域是如何被應用的呢？

納米發電機可從車輪“撿獲”電能。（圖片來源：《科技日報》）

納米發電機通過人體運動為手機充電

想象一下，隻要動一動身體就可以為手機充電，這是一件多麼便捷的事情。據《科技日報》報道，美國密歇根州立大學的研究人員開發出了一種低成本膜狀納米發電機，該發電機可以捕獲人體運動所產生的能量。這種納米發電機又被稱為生物相容性鐵電納米發電機，由硅晶片和分層的非污染性物質（包括銀、聚酰亞胺和聚丙烯鐵電駐極體等）組成。當人體進行運動或有機械能作用於納米發電機時，就會產生電能，且產生的電量足以操控一台液晶顯示器或一個柔性鍵盤。如果將這種技術應用到手機中，人們就可以通過不斷地觸摸屏幕來為手機充電﹔或者當人們穿著利用該納米發電機制造的鞋子時，就可以通過運動為手機提供源源不斷的電量。

納米發電機可從車輪“撿獲”電能

當輪胎的表面與路面接觸時，會因摩擦產生電荷，納米發電機則利用這種摩擦電效應，從汽車車輪和路面的摩擦中獲得能量。據《科技日報》報道，納米發電機可以依靠集成在車輪上的分段電極進行發電。在實驗中，研究人員使用玩具車和LED來証明該設想，他們將電極附著到玩具車的車輪上，當玩具車在地面上行進時，LED得以被點亮。

納米發電機利用呼吸能量驅動心臟起搏器

目前，臨床上使用的心臟起搏器等植入式器件，主要是依靠電池供電，然而電池的工作壽命有限，一旦能量耗盡，患者將不得不再次面對巨大的手術風險和經濟負擔。因此，開發出能在體內長期供給能量的系統勢在必行。據《中國科學報》報道，已有研究團隊研制出可植入式的自驅動能源系統，該系統可以通過納米發電機來獲取人體呼吸所產生的能量，從而驅動心臟起搏器。在實驗過程中，研究團隊將自驅動能源系統植入大鼠體內，成功收集並轉化來自大鼠呼吸所產生的能量，並以電能的形式將能量儲存起來。經驗証，這些電能能夠驅動一個外接的心臟起搏器原型機，產生與醫用心臟起搏器相同的電脈沖。自驅動能源系統不僅能夠解決現有的因電池壽命有限而存在的問題，還能延長植入式醫療器件的使用壽命，為患者帶來福音。（張澤英）

本文由中國科學院化學研究所副研究員李風煜進行科學性把關。