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納米薄壓電技術(shù)推動自供電設(shè)備發(fā)展

2021-01-22
來源:互聯(lián)網(wǎng)
關(guān)鍵詞: 納米 技術(shù) FLEET

  一種新型的超高效納米薄材料可以推動自供電電子設(shè)備,,可穿戴技術(shù)的發(fā)展,甚至可以提供由心跳驅(qū)動的起搏器,。

  由RMIT大學領(lǐng)導的澳大利亞研究小組已開發(fā)出可將機械壓力轉(zhuǎn)換為電能的柔性且可印刷的壓電材料,。

  它比人的頭發(fā)薄100,000倍,,效率比基于類似無毒材料的其他壓電材料高800%。

  重要的是,研究人員說,,可以使用液態(tài)金屬通過具有成本效益和商業(yè)可擴展性的方法輕松地制造它,。

  首席研究員納西爾·馬哈茂德(Nasir Mahmood)博士說,該材料在“今日材料”的最新研究中進行了詳細介紹,,是朝著充分發(fā)揮運動驅(qū)動的能量收集設(shè)備的潛力邁出的重要一步,。

  “直到現(xiàn)在,性能最佳的納米薄壓電材料都是基于鉛,,鉛是一種不適合生物醫(yī)學使用的有毒材料,”皇家墨爾本理工大學副校長馬哈茂德說,。

  “我們的新材料基于無毒氧化鋅,,該氧化鋅重量也很輕且與硅兼容,因此很容易集成到當前的電子產(chǎn)品中,。

  ”它是如此高效,,以至于您只需要一層1.1納米的材料即可產(chǎn)生完全自供電的納米設(shè)備所需的所有能量?!?/p>

  該材料的潛在生物醫(yī)學應用包括內(nèi)部生物傳感器和自供電生物技術(shù),,例如將血壓轉(zhuǎn)換為起搏器電源的設(shè)備。

  納米級壓電材料還可用于智能振動傳感器的開發(fā),,以檢測建筑物和橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施中的故障,,尤其是在地震多發(fā)地區(qū)。

  通過集成新材料可以提供的能量收集技術(shù)的示例包括為手機充電的智能跑鞋和利用腳步能量的智能人行道,。

  柔性納米發(fā)電機:如何制造材料

  新材料是使用液態(tài)金屬印刷方法生產(chǎn)的,,這是RMIT率先采用的方法。

  首先加熱氧化鋅直至變成液態(tài),。這種液態(tài)金屬一旦暴露于氧氣,,就會在頂部形成納米薄層,就像冷卻后的加熱牛奶的皮膚一樣,。

  然后將金屬軋制在表面上,,以印刷出納米薄的氧化鋅”皮“。

  這項創(chuàng)新技術(shù)可以快速生產(chǎn)大規(guī)模的材料片,,并與包括卷對卷(R2R)加工在內(nèi)的任何制造工藝兼容,。

  研究人員目前正在研究用于防御和基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控的超聲波探測器,并正在研究用于收集機械能的納米發(fā)電機的開發(fā),。

  Mahmood說:”我們熱衷于探索商業(yè)合作機會,,并與相關(guān)行業(yè)合作,將未來的發(fā)電納米器件推向市場,?!?/p>

  這項研究得到了澳大利亞研究委員會和ARC未來低能耗電子技術(shù)卓越中心(FLEET)的資助。

  該團隊感謝RMIT微型納米研究設(shè)施(MNRF)和顯微鏡與顯微分析設(shè)施(RMMF),CSIRO,,澳大利亞多模式科學成像和可視化環(huán)境(MASSIVE),,國家計算基礎(chǔ)設(shè)施國家設(shè)施以及Pawsey超級計算機中心的支持。

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