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一种新型可穿戴式发电机可为现有的无线传感器供电

2020-10-16 21:05 · 稿源:cnbeta

加州理工学院医学工程助理教授高伟一直在开发一系列廉价的可穿戴传感器,以及利用人体为其供电的方法为可穿戴传感器供电。如何为随身设备供电一直是科技业界最大的挑战,虽然电池是一种选择,但由于电池体积大,而且电池会耗尽电量,所以并不理想。

高伟开发了一种新的无线可穿戴传感器的供电方式,可以收集人在移动时产生的动能。能量收集功能是通过使用包括特氟龙、铜和聚酰胺在内的材料夹层来实现的。这些材料附着在人的皮肤上。当材料片与铜和聚酰胺制成的滑动层摩擦时,就会产生少量的电力。

这种效果被称摩擦电(triboelectricity),人在走过地毯和触摸金属旋钮后所受到的静电冲击可以说明了一点。摩擦电发生器也叫纳米发电机,固定在佩戴者的躯干上。人体运动时,滑块在定子上滑动产生电流。

高伟和他的团队创造的纳米发电机使用了市面上的柔性电路。这种材料便宜、耐用、机械强度高,长期使用。不过该发电机无法产生大量的电力,举个例子就是需要至少100平方米的表面积持续运动才能为一个40瓦的灯泡供电。

然而,可穿戴式传感器对电力的要求很低。电力可以储存在电容器中,直到有足够的电量,传感器才能进行读取,并通过蓝牙将数据无线发送到手机上。用户移动的次数越多,传感器可以收集的数据就越多,所以即使是久坐的用户也可以积累足够的电力来操作。

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