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史上最薄发电机问世,可穿戴设备供电从此不用愁

7812-11-17 14:13:44  慕雪发布    来源:益择网

益择网讯(慕雪/编译)近日,乔治亚理工学院王忠林教授团队和哥伦比亚大学詹姆斯教授团队联合开发了一种新型二维材料——单原子层二硫化钼,该材料非常轻、光学透明且伸缩性超强,具有独特的压电性能被称为世界上最薄的发电机,可集成到可穿戴设备中,将身体运动产生的动能转变为电能来为可穿戴设备或手机供电。

压电效应是一种机械能与电能相互转化的效应,拉伸或压缩材料使其产生电压,或者向材料施加电压来进行拉伸或收缩。二硫化钼是一种二维半导体材料,被称为过渡金属硫化物,它具有比传统二维材料更好的伸缩性能,2008年起詹姆斯研究小组就一直积极探索其新特性。王忠林研究小组一直在压电发电机领域专注研究机械能转换成电能,他们开发了利用压电控制材料电流的压电装置。

利用二硫化钼产生电流有两个关键点:奇数层与正确的晶体弯曲方向。材料是高级性的,因此偶数层会抵消压电效应,也只有特定的晶体弯曲方向才能产生压电效应。詹姆斯团队将二硫化钼薄片放在柔性塑料基板上并用光学技术确定了它们的晶格弯曲方向后在薄片上安上金属电极;随后,王氏团队测量了该样品,全程监控机械能转变为电能的过程,并且记录了输出电压和电流的变化。该材料除了用于可穿戴设备外,还可广泛用于人机对接技术、机器人技术和MEMS材料等领域。

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