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韩国科学家开发出一种三维可拉伸压电能量采集器,可附着在皮肤或衣服上收集电能,能效比传统设备提高280倍,有望应用于可穿戴设备领域。

韩国科学家近期成功研发出一种创新的三维可拉伸压电能量采集器,该设备能够贴合在皮肤或衣物上,通过捕捉身体的运动来收集电能。这项革命性的技术相较于传统的可穿戴能量采集器,能效提高了惊人的280倍,相关研究成果已在新一期《美国化学会·纳米》杂志上发表。

能量采集器依据不同的工作原理主要分为摩擦生电型和压电型两大类,而此次韩国科学家研发的最新设备正是基于压电效应,利用皮肤的弹性、关节运动等身体活动,将机械能高效转化为电能。这一突破性的进展,无疑为可穿戴设备领域注入了新的活力。

大邱庆北科学技术研究所机器人与机电工程系的研究团队指出,尽管过去已有科学家尝试研制压电能量采集器,但大多采用能效较低的有机或复合基压电材料,导致从身体运动中获取足够能量变得异常艰难,从而限制了其作为可穿戴能源设备的应用。而此次他们研发的设备则采用了具有高压电效率的锆钛酸铅(PZT)材料。

然而,PZT材料虽具有优异的压电性能,但其硬脆特性却给制作可拉伸器件带来了巨大挑战。为此,研究团队巧妙地将PZT设计成对变形不敏感的三维结构,使其在保证高能效的同时,也具备了良好的可拉伸性。此外,他们还创新性地开发出一种曲率特定耦合电极,通过将电极分成不同部分,确保设备产生的电能不会相互抵消,从而进一步提升了能效。

研究团队表示,在多项创新技术的支持下,他们研制的能量采集器在能效上实现了质的飞跃,比传统拉伸压电能量采集器高出280倍。他们期待这项技术能够尽快实现商业化生产,并广泛应用于人们的日常生活中,为可穿戴设备领域的发展贡献力量。

(文章来源:科技日报,图片来源于网络)