3D列印可以在太空中提供無線電嗎?
南卡羅來納州克萊姆森納米材料研究所(CNI)使用3D列印技術製作出通過運動和振動產生電力的無線靜電納米發電機。
靜電是一種由摩擦產生的電荷,克萊姆森大學認為它可以為地球提供綠色的動力能源。去年,他們製作了一個由塑料和膠帶製成的簡易靜電納米發電機,由於這兩種材料的電子錶現出相反的行為,因此二者相遇會產生電壓。
該發電機可以通過鼓掌或剁腳來發電,產生的電能將儲存到電池或電容器中。
難道這樣就能發電嗎?整個過程好像簡單得有點不切實際。但是克萊姆森的研究人員還革新了他們的技術,使其變成無線發電的發電機,塑料部件換成了由石墨烯和PLA製成的光纖,用於抓取電子的Kapton膠帶也用Teflon膠帶替換。
不得不說這種石墨烯-PLA纖維真是神來之筆,因為本來操作石墨烯就非常困難,但克萊姆森的研究人員使用了一種「超聲波」工藝,將石墨分解成高頻聲波層,而混合材料中的PLA纖維也變成了3D列印材料。
藉助3D印表機,新型的「W-TENG」納米發電機誕生了。這種發電機能夠產生高達3000伏的電壓,足以為25個標準電源插座供電。而且由於電壓太高,W-TENG可以產生無線感應的電場,成為功能二合一的供電型電子設備。
相關研究人員Sai Sunil Mallineni表示:「它不僅可以供能,還能作為遙控器使用。例如開車庫門或者啟動安全系統,所有這些都不需要電池,都是無線的。」
無線W-TENG可以用在外太空、海洋,甚至是一些軍事的情況下。還可以為在災區或發展中國家提供電力。
據介紹,一些發展中國家需要大量的能源,W-TENG可能是這些地區更清潔的發電解決方案。
目前,其3D列印無線納米發電機正在申請專利。他們的論文《無線靜電納米發電機》(A Wireless Triboelectric Nanogenerator)發表在《先進能源材料》雜誌(Advanced Energy Materials)上。
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