澳大利亚皇家墨尔本理工大学的研究团队成功开发出一种柔性尼龙薄膜装置,能够从压缩运动中产生电力。该装置在多次被汽车碾压后依然保持工作状态,这一成果为道路上的自供电传感器和其他电子设备开辟了新的应用前景。团队指出,这项尼龙创新技术有助于支持道路交通管理传感系统的发展。
某些材料在受压时能产生电荷,这种现象被称为压电性,源于希腊语“piezein”,意为按压。例如,石英、一些陶瓷以及骨骼在受到挤压、按压或振动时都会生成电荷。现代车辆在燃油喷射器、停车传感器和安全气囊系统中广泛使用压电元件,而这项最新创新有望为这些元件提供更耐用的替代材料。团队表示,这一突破解决了能量收集塑料长期存在的脆弱性问题,通过利用运动和压力中的环境能量,不仅提升了实用性,还有助于减少碳排放。
研究团队在尼龙固化过程中施加电场,并同时使用高频声波振动,以帮助其分子形成更有序的结构。这项技术使得尼龙装置在每次弯曲、挤压或敲击时都能发电。团队找到了一种简便方法,将尼龙转变为极其坚韧的能量发生器。工程学院的杰出教授Leslie Yeo表示:“这种方法可以为需要承受现实世界压力的下一代设备供电,无论是可穿戴技术、传感器还是智能表面。”Amgad Rezk博士补充道,这一过程为工业提供了显著优势,具有节能和可扩展的特点。他说:“我们很兴奋看到潜在行业合作伙伴能将这项技术带到何处,从柔性电子到运动设备。”
尼龙本身不能高效地将运动转化为电能,这限制了其在日常设备供电中的潜力。根据新闻稿,团队使用了一种名为尼龙-11的耐用工业塑料,与普通尼龙不同,当其分子经过精心排列时,能够从压力中发电。尼龙薄膜装置灵活、坚韧且可靠,保持了将运动转化为电力的能力。Komljenovic解释说:“我们的尼龙装置可以仅从运动中的压缩中收集能量。这些薄膜装置非常坚固,你可以折叠它们、拉伸它们,甚至让汽车碾压它们——它们仍能持续发电。这可能意味着利用人、机器或车辆运动中的压缩来为小型设备充电的新方法。”研究人员计划扩大这项技术的应用范围,并探索与行业的合作,以推动这一创新走向市场。









