动一动就能给手机充电 纳米发电机将改变你的生活

随着现代生活不断向智能化发展，电子器件也在向微型化、轻量化发展。电池作为电子器件中必不可少的一部分，一直制约着电子产品走向微型化、轻量化。为了解决这个问题，科学家开始投入到纳米发电机的研究中。纳米发电机是利用摩擦起电效应和静电感应原理将机械能转化为电能的装置，可以广泛应用于新型能源、医疗等领域和便携式设备中，具有广阔的市场前景。那么，纳米发电机在不同的领域是如何被应用的呢？

纳米发电机可从车轮“捡获”电能。（图片来源：《科技日报》）

纳米发电机通过人体运动为手机充电

想象一下，只要动一动身体就可以为手机充电，这是一件多么便捷的事情。据《科技日报》报道，美国密歇根州立大学的研究人员开发出了一种低成本膜状纳米发电机，该发电机可以捕获人体运动所产生的能量。这种纳米发电机又被称为生物相容性铁电纳米发电机，由硅晶片和分层的非污染性物质（包括银、聚酰亚胺和聚丙烯铁电驻极体等）组成。当人体进行运动或有机械能作用于纳米发电机时，就会产生电能，且产生的电量足以操控一台液晶显示器或一个柔性键盘。如果将这种技术应用到手机中，人们就可以通过不断地触摸屏幕来为手机充电；或者当人们穿着利用该纳米发电机制造的鞋子时，就可以通过运动为手机提供源源不断的电量。

纳米发电机可从车轮“捡获”电能

当轮胎的表面与路面接触时，会因摩擦产生电荷，纳米发电机则利用这种摩擦电效应，从汽车车轮和路面的摩擦中获得能量。据《科技日报》报道，纳米发电机可以依靠集成在车轮上的分段电极进行发电。在实验中，研究人员使用玩具车和LED来证明该设想，他们将电极附着到玩具车的车轮上，当玩具车在地面上行进时，LED得以被点亮。

纳米发电机利用呼吸能量驱动心脏起搏器

目前，临床上使用的心脏起搏器等植入式器件，主要是依靠电池供电，然而电池的工作寿命有限，一旦能量耗尽，患者将不得不再次面对巨大的手术风险和经济负担。因此，开发出能在体内长期供给能量的系统势在必行。据《中国科学报》报道，已有研究团队研制出可植入式的自驱动能源系统，该系统可以通过纳米发电机来获取人体呼吸所产生的能量，从而驱动心脏起搏器。在实验过程中，研究团队将自驱动能源系统植入大鼠体内，成功收集并转化来自大鼠呼吸所产生的能量，并以电能的形式将能量储存起来。经验证，这些电能能够驱动一个外接的心脏起搏器原型机，产生与医用心脏起搏器相同的电脉冲。自驱动能源系统不仅能够解决现有的因电池寿命有限而存在的问题，还能延长植入式医疗器件的使用寿命，为患者带来福音。（张泽英）

本文由中国科学院化学研究所副研究员李风煜进行科学性把关。