无需电能!未来手机可捕获人体运动能量为自己充电
2016-12-14 08:57:15   来源:中国新闻网
内容摘要
目前,手机电量使用的锂电池并不能让手机电量维持很长时间,所以人们必须经常给手机充电。美国科学家研制出一种低成本膜状纳米发电机,这种发电机可以捕捉人类运动能为自己充电。

现在手机已经成为了人类最亲密的伙伴,哪怕是手机在充电时离开一会都觉得手足无措。不过,美国科学家的一项发明有可能让你和手机再也不用分开。

美国密歇根州立大学的研究人员开发出一种低成本膜状纳米发电机,可以捕获人体运动能量,相关成果发表在《纳米能源》杂志上。

目前有大量有关机械能能量采集器的研究工作,其机制大多利用压电和摩擦电效应。新开发的纳米发电机又称为生物相容性铁电纳米发电机,由硅晶片和分层的非污染性物质组合而成。这些非污染性物质包括银、聚酰亚胺和聚丙烯铁电驻极体等。在加入特定离子后,纳米发电机的每一层都包含带电粒子,其薄如纸,成本很低。

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研究显示,这种低成本的纳米发电机无需电池辅助,当人体运动或机械能触碰或按压纳米发电机时,就会产生电能,足以操控一个LCD触摸屏,或一排20个LED灯,或一个柔性键盘。纳米发电机在应用到不同设备时会有不同尺寸,比如,为触摸屏供电的设备约手指粗细,而给LED灯泡发电的设备约手掌大小。值得一提的是,当纳米发电机折叠时,其效能会指数级增长。

由于具有轻便、柔性、成本低、生物相容性等特点,纳米发电机的应用前景广阔。该项目首席研究员尼尔森·塞普尔韦达认为,这一突破意味着由人体运动驱动的可穿戴设备正向我们走来,利用该纳米发电机制造的鞋子,可以在人走动的过程中源源不断地为移动设备或可穿戴设备提供电能;将其整合到手机屏中,通过不断地触摸屏幕,也可为手机充电。


【新服装材料可实现户外运动充电 可为手机“续航”

想象一下在温暖的阳光下,锻炼身体的同时也能为随身小型电子设备充电,是不是很酷呢?

中美研究人员26日在新一期美国《科学进展》杂志上报告说,他们研制出一种能从环境中同时收集利用太阳能与人体运动机械能的新型智能服装材料,将来有望用来为可穿戴设备甚至智能手机充电。

中国科学院纳米能源与系统所首席科学家、美国佐治亚理工学院王中林教授对新华社记者介绍说,可穿戴电子器件已表现出替代传统电子产品的巨大潜力,但因电池续航时间短,应用受到限制。他们提出的解决方案是把自供电系统直接集成到可穿戴电子系统中。

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王中林说,已有一些研究把轻便的光伏电池材料制成纤维状织物,但光伏电池需要在足够的光照下工作,工作状态取决于天气等外界条件。在新研究中,他们结合现有的摩擦纳米发电机,研制出能同时收集并存储人体运动机械能的复合织物系统。

首先,他们把基于高分子材料的染料敏化太阳能电池做成纤维材料,从而把太阳能转化为电能。其次,他们利用超级电容器储存能量,超级电容器也制成纤维状材料。然后,在两种材料的表面镀置电极和摩擦层材料。

王中林说:“人运动时,两根纤维之间就会互相搓动,借助摩擦纳米发电机的原理,就能把人运动产生的能量转化为电能。”

他说,各类器件均采用柔性结构材料,能在不同弯曲角度均展现出较好的输出性能,因此可将上述器件任意组合,编织成不同的形状和样式。

测试中,新研制的自供电编织物制成的短袖T恤能驱动发光二极管、传感器等小型电子设备。王中林说,他们接下来将继续对这种编织物进行改进,以降低生产成本,提高能量转化效率,从而为更大功率的可穿戴电子设备甚至智能手机直接充电。


【“发电椅抖腿可为手机充电 成为全民运动?

据外媒报道,不少人都不喜欢身边坐着的人抖腿,不过现在开始,抖腿者有一个正当的理由可以尽情抖腿了!荷兰女设计师娜塔莉(Nathalie Teugels)设计出一款名为MOOV Chair的椅子,让你坐在椅子上抖腿就能“发电”,既环保,又能尽情抖腿!

设计师娜塔莉表示,自己从小就特别好动,不只抖脚,整个身体都喜欢扭来扭去,有一天她突然想到,如果这些发泄不完的动能都能拿来利用,岂不是非常划算。

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于是,MOOV Chair就诞生了。在椅子上抖动,会使扶手及椅背跟着震动,产生的能量就能转化为电力储存在扶手里的蓄电池,通过上面的USB可以为手机充电。

MOOV Chair经过测试已经确认能为手机充电,但是还不确定要抖多久才能把手机给充满,因为每个人抖腿的方式都不太一样。

虽然如此,不少人还是认为,MOOV Chair的创意非常有意思,说不定有一天真的能让“抖腿”成为全民运动。


【耐克发布自动系鞋带运动鞋:充电3小时使用14天

耐克上周发布了一款能自动系鞋带的运动鞋。这款运动鞋将于2016年晚些时候开售,而耐克希望凭借这一技术在竞争日趋激烈的运动鞋市场抢占先机。

这款名为HyperAdapt Trainer 1.0的运动鞋在脚后跟部位集成了传感器,能调节运动鞋以适应用户的脚掌大小。两颗侧方按钮则帮助用户控制鞋带松紧。这款运动鞋将于2016年假日季开售,而耐克尚未确定这款运动鞋的价格。

这款运动鞋需要电池供电,其开发历经了多年时间。上周,耐克在纽约为期两天的新产品和新技术发布活动上展示了这款运动鞋。此外,耐克还推出了一款新应用,提供运动和购物功能。

耐克发言人表示,HyperAdapt运动鞋的设计采用中性风,一次充电需要3小时,而每次充电可使用约2周。

耐克发布自动系鞋带运动鞋:充电3小时使用14天

2015年秋季,耐克公布了业务发展目标,即到2020年使营收达到500亿美元。其中,直接面向用户的销售将占其中的超过1/3,高于2015年的约1/5。

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HyperAdapt运动鞋将登陆新的Nike+应用。这款免费应用将于6月份开放下载。2014年,耐克宣布停止自主的硬件研发,而当时的硬件产品包括FuelBand手环等。最新的这款运动鞋及配套应用是耐克在数字运动领域的又一次尝试。

近几年,运动装备厂商正越来越多地关注数字运动产品。例如,耐克的竞争对手Under Armour正在投入巨资,以了解用户购买及使用运动装备的方式。

当用户穿上HyperAdapt运动鞋时,脚后跟的传感器将被激活,而运动鞋将开始自动调整松紧。此外通过脚踝侧方的按钮,用户可以收紧或放松鞋带。耐克表示,最终该公司希望能取消手动按钮。

耐克是自动系鞋带运动鞋这一概念的倡导者。该公司早在1989年的电影《回到未来2》中就展示了这种运动鞋的原型产品。此外,耐克也不是关注这一技术的唯一一家公司。

德国运动装备厂商彪马也计划2016年推出这样的运动鞋。2015年秋季,短跑名将博尔特在自己的Instagram帐号里展示了这款运动鞋的原型产品。早在80年代,锐步就推出了一款名为Pump的篮球鞋。在按压鞋舌上的按钮时,球鞋中的某些部分将会膨胀,从而带来更好的包裹感。锐步目前仍在销售某些版本的Pump,包括跑鞋和训练鞋。

耐克上周四还公布了为2016年里约奥运会设计的装备。耐克将为美国、巴西和中国的足球、篮球和田径运动员提供运动装备。

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