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近日，來自南卡羅來納州克萊姆森納米材料研究所（CNI）的研究人員使用3D打印技術(shù)創(chuàng)建了一個無線的摩擦電納米發(fā)生器，通過運動和振動產(chǎn)生電力。

摩擦電是一種由摩擦產(chǎn)生的電荷，克萊姆森大學(xué)研究人員認為是可以為地球提供動力的綠色能源。去年，這個研究小組制作了一個簡單的由塑料和膠帶材料制成的摩擦納米發(fā)電機，它們在電子方面具有相反的行為，當(dāng)它們放在一起時會產(chǎn)生電壓。

該發(fā)電機可以通過鼓掌或敲擊腳來發(fā)電，然后可以將該能量轉(zhuǎn)移用于儲存在電池或電容器中。

這聽起來太簡單了，但是克萊姆森的研究人員剛剛更新了他們的技術(shù)，使其更加有用。現(xiàn)在是無線的，它的塑料部件已經(jīng)換成由石墨烯和PLA制成的多部分光纖。用于抓取電子的原始Kapton膠帶已被Teflon取代。

正是這種石墨烯－PLA纖維讓我們特別興奮。首先，操作石墨烯非常困難，但克萊姆森的研究人員使用了一種稱為“超聲波”的工藝，將石墨分解成高頻聲波層。而在PLA中，纖維也變成可3D打印的。

使用3D打印機，團隊能夠制造新的“W－TENG”納米發(fā)生器，能夠產(chǎn)生高達3000伏的電壓，足以為25個標準電源插座供電。而且由于電壓太高，W－TENG產(chǎn)生一個可以無線感應(yīng)的電場，使其成為一種二合一的電源和電子設(shè)備。

該研究的第一作者Sai Sunil Mallineni解釋說：“它不僅可以為您提供能量，而且還可以將電場作為遙控器使用，例如，您可以點擊W－TENG并將其電場用作一個‘按鈕’打開你的車庫門，或者你可以啟動一個安全系統(tǒng)，所有這些都不需要電池，而且是無線的。”

無線W－TENG可以用在外太空、海洋中部，甚至在電力供應(yīng)可能不足的軍事情況下。它也可以用來在災(zāi)區(qū)或發(fā)展中國家提供電力。

該研究的通訊作者Ramakrishna Podila說：“一些發(fā)展中國家需要大量的能源，盡管我們在這種環(huán)境下可能無法使用電池或電源插座。W－TENG可能是這些地區(qū)更清潔的發(fā)電方式之一。”

目前，研究人員正在為其3D打印無線納米發(fā)生器尋求專利。標題為“A Wireless Triboelectric Nanogenerator”的研究論文已經(jīng)發(fā)表在Advanced Energy Materials上。