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肌肉模仿从潮湿的表面拉电

点击量:   时间:2017-07-02 17:48:00

雅各布·阿隆(Jacob Aron)视频:湿气将薄膜变成人造肌肉第一次被潮湿的表面挤压电流,这要归功于聚合物薄膜在暴露于潮湿环境时卷曲和移动 - 有点像人造肌肉这部电影可用于运行小型可穿戴设备,除了汗水外,或者在没有传统电源的偏远地区当干聚合物吸收水时,其分子结构发生变化原则上,这可以转换为更大规模的运动,反过来又转换为电力但是之前尝试制造由湿度梯度驱动的材料 - 潮湿区域和干燥区域之间化学势能的差异 - 未能产生有用的力水平这些不成功的尝试使用了一种叫做聚吡咯的聚合物现在麻省理工学院的罗伯特兰格及其同事再次转向这种材料,将其链嵌入另一种材料 - 多元醇硼酸盐中这种更复杂的排列模仿了肌肉以及植物组织中发现的结构,这些结构随着湿度的变化而弯曲结果看起来像一块普通的薄黑色塑料,但是当放在潮湿的表面上时,会发生一些非同寻常的事情当材料吸收水时,其末端会从表面卷曲并且薄膜变得不稳定,因此它会翻转现在两端已经干了,所以他们已经准备好吸收更多的水了,整个过程重复进行这种连续的翻转动作使得胶片可以独立地穿过适当潮湿的表面兰格发现,厚度为0.03毫米的条带,重约25毫克,可以卷起并将载荷提升380倍,达到2毫米的高度当载荷大约是其质量的10倍时,它也能够侧向移动为了从这种效应中提取能量,Langer的团队增加了一层压电材料 - 一种在挤压时产生电能的材料当这种重约100毫克的增强型薄膜翻转时,它产生5.6纳瓦的输出 - 足以在睡眠模式下为微芯片供电虽然输出很小,但可以证明可以从水梯度中提取电力 “据我们所知,我们是第一个利用水梯度,没有压力梯度来发电的人,”兰格说大规模的能量收集不太可能,因为所需设备的尺寸不切实际,但它可以用于为远程位置的环境监测系统等小型设备供电 “对于所需能源数量较少但能够获取能源的应用来说,这将是一件非常有趣的事情,”德国波茨坦Max-Planck胶体与界面研究所的Peter Fratzl表示,他并没有参与工作 Langer建议,另一个应用是将电影放在慢跑者或运动员的衣服里面汗水的蒸发可以产生足够的电力来驱动监测血压和心率的传感器期刊参考:Science,DOI 10.1126 / science.1230262关于这些主题的更多信息: