無需電能!未來手機可捕獲人體運動能量為自己充電
2016-12-14 08:57:15   來源:中國新聞網
內容摘要
目前,手機電量使用的鋰電池并不能讓手機電量維持很長時間,所以人們必須經常給手機充電。美國科學家研制出一種低成本膜狀納米發電機,這種發電機可以捕捉人類運動能為自己充電。

現在手機已經成為了人類最親密的伙伴,哪怕是手機在充電時離開一會都覺得手足無措。不過,美國科學家的一項發明有可能讓你和手機再也不用分開。

美國密歇根州立大學的研究人員開發出一種低成本膜狀納米發電機,可以捕獲人體運動能量,相關成果發表在《納米能源》雜志上。

目前有大量有關機械能能量采集器的研究工作,其機制大多利用壓電和摩擦電效應。新開發的納米發電機又稱為生物相容性鐵電納米發電機,由硅晶片和分層的非污染性物質組合而成。這些非污染性物質包括銀、聚酰亞胺和聚丙烯鐵電駐極體等。在加入特定離子后,納米發電機的每一層都包含帶電粒子,其薄如紙,成本很低。

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研究顯示,這種低成本的納米發電機無需電池輔助,當人體運動或機械能觸碰或按壓納米發電機時,就會產生電能,足以操控一個LCD觸摸屏,或一排20個LED燈,或一個柔性鍵盤。納米發電機在應用到不同設備時會有不同尺寸,比如,為觸摸屏供電的設備約手指粗細,而給LED燈泡發電的設備約手掌大小。值得一提的是,當納米發電機折疊時,其效能會指數級增長。

由于具有輕便、柔性、成本低、生物相容性等特點,納米發電機的應用前景廣闊。該項目首席研究員尼爾森·塞普爾韋達認為,這一突破意味著由人體運動驅動的可穿戴設備正向我們走來,利用該納米發電機制造的鞋子,可以在人走動的過程中源源不斷地為移動設備或可穿戴設備提供電能;將其整合到手機屏中,通過不斷地觸摸屏幕,也可為手機充電。


【新服裝材料可實現戶外運動充電 可為手機“續航”

想象一下在溫暖的陽光下,鍛煉身體的同時也能為隨身小型電子設備充電,是不是很酷呢?

中美研究人員26日在新一期美國《科學進展》雜志上報告說,他們研制出一種能從環境中同時收集利用太陽能與人體運動機械能的新型智能服裝材料,將來有望用來為可穿戴設備甚至智能手機充電。

中國科學院納米能源與系統所首席科學家、美國佐治亞理工學院王中林教授對新華社記者介紹說,可穿戴電子器件已表現出替代傳統電子產品的巨大潛力,但因電池續航時間短,應用受到限制。他們提出的解決方案是把自供電系統直接集成到可穿戴電子系統中。

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王中林說,已有一些研究把輕便的光伏電池材料制成纖維狀織物,但光伏電池需要在足夠的光照下工作,工作狀態取決于天氣等外界條件。在新研究中,他們結合現有的摩擦納米發電機,研制出能同時收集并存儲人體運動機械能的復合織物系統。

首先,他們把基于高分子材料的染料敏化太陽能電池做成纖維材料,從而把太陽能轉化為電能。其次,他們利用超級電容器儲存能量,超級電容器也制成纖維狀材料。然后,在兩種材料的表面鍍置電極和摩擦層材料。

王中林說:“人運動時,兩根纖維之間就會互相搓動,借助摩擦納米發電機的原理,就能把人運動產生的能量轉化為電能。”

他說,各類器件均采用柔性結構材料,能在不同彎曲角度均展現出較好的輸出性能,因此可將上述器件任意組合,編織成不同的形狀和樣式。

測試中,新研制的自供電編織物制成的短袖T恤能驅動發光二極管、傳感器等小型電子設備。王中林說,他們接下來將繼續對這種編織物進行改進,以降低生產成本,提高能量轉化效率,從而為更大功率的可穿戴電子設備甚至智能手機直接充電。


【“發電椅抖腿可為手機充電 成為全民運動?

據外媒報道,不少人都不喜歡身邊坐著的人抖腿,不過現在開始,抖腿者有一個正當的理由可以盡情抖腿了!荷蘭女設計師娜塔莉(Nathalie Teugels)設計出一款名為MOOV Chair的椅子,讓你坐在椅子上抖腿就能“發電”,既環保,又能盡情抖腿!

設計師娜塔莉表示,自己從小就特別好動,不只抖腳,整個身體都喜歡扭來扭去,有一天她突然想到,如果這些發泄不完的動能都能拿來利用,豈不是非常劃算。

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于是,MOOV Chair就誕生了。在椅子上抖動,會使扶手及椅背跟著震動,產生的能量就能轉化為電力儲存在扶手里的蓄電池,通過上面的USB可以為手機充電。

MOOV Chair經過測試已經確認能為手機充電,但是還不確定要抖多久才能把手機給充滿,因為每個人抖腿的方式都不太一樣。

雖然如此,不少人還是認為,MOOV Chair的創意非常有意思,說不定有一天真的能讓“抖腿”成為全民運動。


【耐克發布自動系鞋帶運動鞋:充電3小時使用14天

耐克上周發布了一款能自動系鞋帶的運動鞋。這款運動鞋將于2016年晚些時候開售,而耐克希望憑借這一技術在競爭日趨激烈的運動鞋市場搶占先機。

這款名為HyperAdapt Trainer 1.0的運動鞋在腳后跟部位集成了傳感器,能調節運動鞋以適應用戶的腳掌大小。兩顆側方按鈕則幫助用戶控制鞋帶松緊。這款運動鞋將于2016年假日季開售,而耐克尚未確定這款運動鞋的價格。

這款運動鞋需要電池供電,其開發歷經了多年時間。上周,耐克在紐約為期兩天的新產品和新技術發布活動上展示了這款運動鞋。此外,耐克還推出了一款新應用,提供運動和購物功能。

耐克發言人表示,HyperAdapt運動鞋的設計采用中性風,一次充電需要3小時,而每次充電可使用約2周。

耐克發布自動系鞋帶運動鞋:充電3小時使用14天

2015年秋季,耐克公布了業務發展目標,即到2020年使營收達到500億美元。其中,直接面向用戶的銷售將占其中的超過1/3,高于2015年的約1/5。

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HyperAdapt運動鞋將登陸新的Nike+應用。這款免費應用將于6月份開放下載。2014年,耐克宣布停止自主的硬件研發,而當時的硬件產品包括FuelBand手環等。最新的這款運動鞋及配套應用是耐克在數字運動領域的又一次嘗試。

近幾年,運動裝備廠商正越來越多地關注數字運動產品。例如,耐克的競爭對手Under Armour正在投入巨資,以了解用戶購買及使用運動裝備的方式。

當用戶穿上HyperAdapt運動鞋時,腳后跟的傳感器將被激活,而運動鞋將開始自動調整松緊。此外通過腳踝側方的按鈕,用戶可以收緊或放松鞋帶。耐克表示,最終該公司希望能取消手動按鈕。

耐克是自動系鞋帶運動鞋這一概念的倡導者。該公司早在1989年的電影《回到未來2》中就展示了這種運動鞋的原型產品。此外,耐克也不是關注這一技術的唯一一家公司。

德國運動裝備廠商彪馬也計劃2016年推出這樣的運動鞋。2015年秋季,短跑名將博爾特在自己的Instagram帳號里展示了這款運動鞋的原型產品。早在80年代,銳步就推出了一款名為Pump的籃球鞋。在按壓鞋舌上的按鈕時,球鞋中的某些部分將會膨脹,從而帶來更好的包裹感。銳步目前仍在銷售某些版本的Pump,包括跑鞋和訓練鞋。

耐克上周四還公布了為2016年里約奧運會設計的裝備。耐克將為美國、巴西和中國的足球、籃球和田徑運動員提供運動裝備。

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