亨茨维尔阿拉巴马大学 (UAH) 的研究人员发明了一种新型摩擦纳米发电机 (TENG)，它通过使用石灰石腻子发电，有望比传统制造方法节省大量成本。

TENG 于 2012 年发明，是一种小型设备，可将机械能或热能转化为电能，用于小型无线自主设备，例如可穿戴电子设备、状态监测和无线传感器网络中的设备。例如心脏监测器植入物、农场动物的生物芯片转发器或在轮胎压力低时向驾驶员发出警报的传感器。

TENG通过行走、振动、旋转轮胎、移动风或流水等运动，在两个物体相互接触或滑动时在两个物体之间转移电荷，从而为这些设备获取电力，所有这些对环境的影响 很小。

与使用昂贵的基于纳米技术的制造方法的现有 TENG 相比，UAH 的突破是一种新型 TENG，它采用双面胶带或石灰石腻子等“粘性”材料来产生电荷，使其更具成本效益并且构建起来更简单。

“传统的 TENG 需要基于纳米技术的制造和其他特殊设备，”阿拉巴马大学系统下属的 UAH机械和航空航天工程副教授 Gang Wang 博士指出。“建造我们的摩擦电能量采集器只需要工艺水平的技能。”

发表在《ACS Omega》杂志上的一篇论文详细介绍了这一突破。Wang 在 UAH 的合著者包括博士后研究助理 Moonhyung Jang 博士、本科生研究助理 Sean P. Rabbitte 以及化学与材料工程系主任兼副教授 Yu Lei 博士。

该研究是国防部 (DOD) 小型企业创新研究 (SBIR) 计划的一部分，该计划支持政府资助的合同或赠款，鼓励国内小型企业参与具有商业化潜力的联邦研究和开发项目。

“我们的工业合作伙伴是 Materials Sciences, LLC，Simon Chung 博士是项目负责人，”王说。“我们已经为使用粘合层的摩擦电能量收集设计申请了专利。”

与现有 TENG 相比，UAH 新颖地应用了基于石灰石的安装腻子以及金属化聚酯片，还扩展了工作频率带宽。这很重要，因为一些小型能量收集应用，例如健康监测和可穿戴外骨骼系统，需要更宽的频率带宽来收集人体运动的能量。

“典型的接触分离 TENG 的工作频率低于 10 Hz，”Wang 指出。“然而，通过在基于振动的能量收集器设计中引入这些摩擦电层，我们能够将带宽扩展到 80Hz。在使用双面胶带成功演示 TENG 设计后，我们开始探索粘性较低的材料更容易分离材料。这就是我们想到使用石灰石腻子的想法。”

UAH 研究人员设想未来对腻子发电机进行研究，以探索大理石、砂岩和月球土壤等不同矿物的有效性。

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