能源問題是影響人類進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展的重大問題之一，各種圍繞新能源開發(fā)、可再生能源重復(fù)利用的研究在世界各地如火如荼地進(jìn)行。您是否設(shè)想過，自己就是“移動電源”，可以對手機(jī)進(jìn)行“自充電”；您是否想過，從輪胎轉(zhuǎn)動、海浪、機(jī)械振動、落下的水滴或是飄落的羽毛等眾多不規(guī)則活動中獲得能量。

在3月18日下午，在中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所（以下簡稱“納米能源所”）舉辦的摩擦發(fā)電新能源技術(shù)成果展示會上，納米能源所王中林院士肯定地說，“這都不是夢想，摩擦電發(fā)電機(jī)技術(shù)可以收集人們?nèi)粘；顒又挟a(chǎn)生的能量，給各種便攜式電子設(shè)備供電，比如每天都要用到的手機(jī)，在未來三到五年內(nèi)將可以利用摩擦電發(fā)電機(jī)技術(shù)，實現(xiàn)手機(jī)的‘自充電’，也就是說你就是‘移動電源’。”

納米能源所王中林院士攜其研究團(tuán)隊邀請記者進(jìn)行現(xiàn)場觀摩和實際操作，體驗“一舉一動皆能發(fā)電”的全新能源供給模式。

“摩擦電和靜電現(xiàn)象是自然界中一種非常普遍的現(xiàn)象，存在于我們?nèi)粘Ｉ�活中各個層面，從梳頭、穿衣、走路到開車等等。由于它很難被收集和利用，往往是被人們所忽略的一種能源形式。如果我們可以通過一種新的方法收集摩擦產(chǎn)生的電能或者利用該方法將日常生活中不規(guī)則的動能轉(zhuǎn)成可以利用的電能，將對我們的日常生活產(chǎn)生重要影響。”王中林院士說。

王中林院士介紹說，“摩擦發(fā)電機(jī)利用的是摩擦起電和靜電感應(yīng)效應(yīng)的耦合，同時配合薄層式電極的設(shè)計，實現(xiàn)電流的有效輸出。摩擦發(fā)電機(jī)的動力源既可以是已被人們認(rèn)識的風(fēng)力、水力、海浪等大能源，也可以是人的行走、身體的晃動、手的觸摸、下落的雨滴等從沒被人們注意過的環(huán)境隨機(jī)能源，更可以是車輪的轉(zhuǎn)動、機(jī)器的轟鳴等被人們浪費(fèi)、甚至是討厭的垃圾能源。摩擦發(fā)電機(jī)通過附著在產(chǎn)生這些動力的物體之上，而實現(xiàn)對機(jī)械能的有效收集。如此廣泛的適用范圍主要得益于其結(jié)構(gòu)與運(yùn)動主體的良好兼容性，而且這種兼容性也使其有望通過人類自身的活動為便攜式、可穿戴式設(shè)備直接供電，從根本上解決便攜設(shè)備功能越來越多、電池越來越不夠用的矛盾。”

王中林院士現(xiàn)場向記者演示了包括旋轉(zhuǎn)式直流摩擦發(fā)電機(jī)、剎車發(fā)電模擬裝置、自驅(qū)動無線觸摸報警器、柔性透明摩擦發(fā)電機(jī)、碟式寬頻摩擦發(fā)電機(jī)、腳踏式摩擦發(fā)電機(jī)、潮汐能收集裝置等在內(nèi)的20件摩擦發(fā)電裝置的現(xiàn)場發(fā)電操作。展示了摩擦電發(fā)電機(jī)對空氣流動、水體流動和人體活動等各種機(jī)械能的高效收集能力，以及在綠色能源供給與自供能傳感方面的巨大應(yīng)用前景。

王中林院士說：“這項研究結(jié)果不僅讓人們看到了摩擦發(fā)電機(jī)向產(chǎn)業(yè)化的快速奔進(jìn)，而且由于同時具有重量輕、體積小、能量密度高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、易于規(guī)模加工等優(yōu)勢，非常適合大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，更使其從微小能源領(lǐng)域一躍躋身到有望大規(guī)模應(yīng)用的綠色新能源之列。”

在場的研究人員對記者解釋說：“摩擦電發(fā)電機(jī)的電信號輸出與動力源的性質(zhì)，例如驅(qū)動力的轉(zhuǎn)速、按壓的力度、晃動的頻率等有明顯的相關(guān)性，這使得摩擦電發(fā)電機(jī)不僅可以作為電源，還可以作為高靈敏度壓力傳感器，用來反映物體的動作信息。與其他傳感器相比，由摩擦電發(fā)電機(jī)構(gòu)成的傳感器最為突出的優(yōu)點(diǎn)，是在感受終端無需電源，能夠通過被測試對象自身的活動來驅(qū)動，實現(xiàn)自驅(qū)動的主動式傳感。該技術(shù)在人機(jī)交互界面、智能傳感和智能皮膚領(lǐng)域?qū)⒂蟹浅�廣闊的應(yīng)用前景，未來它將有望取代目前普遍使用的觸摸顯示裝置，可為個人電子產(chǎn)品、環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)學(xué)科學(xué)等提供自供電和自驅(qū)動設(shè)備，有著巨大的商用和實用潛力。”