在一个渴望清洁能源的世界里，工程师们创造了一种新材料，可以将我们周围的简单机械振动转化为电能，为从起搏器到航天器的所有传感器供电。

这种新型发电系统是滑铁卢大学和多伦多大学研究人员十年工作的第一个产品，紧凑、可靠、低成本且非常非常环保。

“我们的突破将通过减少我们对不可再生能源的依赖产生重大的社会和经济影响，”滑铁卢研究员，该项目新研究的合著者AsifKhan说。“我们目前比历史上任何时候都更需要这些能源产生材料。

Khan和他的同事开发的系统基于压电效应，压电效应通过向适当的物质施加压力(机械振动就是一个例子)来产生电流。

这种效应是在1880年发现的，从那时起，有限数量的压电材料，如石英和罗谢尔盐，被用于从声纳和超声波成像到微波设备的各种技术中。

问题在于，到目前为止，商用设备中使用的传统压电材料发电能力有限。他们还经常使用铅，汗将其描述为“对环境和人类健康有害”。

研究人员解决了这两个问题。

他们首先使用Jahn-Teller效应生长一种称为edabco氯化铜的分子金属卤化物化合物的大型单晶，Jahn-Teller效应是一种与晶体场的自发几何变形有关的着名化学概念。

汗说，然后使用高度压电材料来制造纳米发电机，“具有创纪录的功率密度，可以在任何动态环境中收集微小的机械振动，从人体运动到汽车”，这个过程既不需要铅也不需要不可再生能源。

纳米发电机很小-2.5厘米见方，大约名片的厚度-可以方便地用于无数种情况。它有可能为大量电子设备中的传感器供电，包括物联网所需的数十亿美元-物联网是新兴的全球对象网络，嵌入了与其他设备连接和交换数据的传感器和软件。

滑铁卢纳米技术研究所(WaterlooInstituteforNanotechnology)研究员达扬·班(DayanBan)博士说，在未来，飞机的振动可以为它的感觉监测系统提供动力，或者一个人的心跳可以保持他们的无电池起搏器运行。

“我们的新材料已经显示出破纪录的性能，”电气和计算机工程教授Ban说。“它代表了这一领域的一条新的前进道路。

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标签：材料效应传感器