摩擦一下，“电”起来！

史峰

电灯、电扇、电饭锅、电视、电脑、电冰箱……我们的生活，似乎一刻也离不开电。那么，电是从哪里来的？

这个问题好简单：火力发电厂、水力发电厂、核电厂送来的呗！

其实，除了火电、水电、核电之外，还有一种最原始、最自然的发电方式，那就是摩擦生电。

小时候上科学课时，老师都会给大家演示摩擦生电的实验：用丝绸摩擦玻璃棒，然后玻璃棒上就会产生静电并吸附小纸片——虽然凭借肉眼我们看不到静电，但被吸上来的小纸片就是静电存在的证据。

静电为何不可用

一摩擦就来电，这种简单的发电方法其实古人很早就发现了。早在公元前6世纪，希腊哲学家泰勒斯就发现并记载了摩擦过的琥珀能吸引轻小物体。我国东汉时期，王充在《论衡》一书中提到“顿牟掇芥”，指出摩擦琥珀能吸引芥子、干草等微小屑末。

但问题来了：一摩擦就生电，电这么容易获得，为何咱们不用这种方式来发电，还要费力气去建各种各样的发电站？

其实，发电并非这么简单，要知道发电站输出的是电流，电流“流过”灯泡时，灯泡才会被点亮。而摩擦生出的电是“静电”，通常静电是不流动的，因而无法产生电流，所以就算灯泡上“沾满”静电，也无法点亮。只有让静电“流动”起来，才有可能点亮灯泡。

那么，有没有一种办法能让静电产生电流？

当然有！给静电一个导电线路，它就能流动起来，产生电流。比如你身上有静电时，用手指一碰金属物体，啪，你就会被电到——这就是因为身上的静电顺着金属物体流动，产生了电流，让人触电了。

当然，自然界中即便是聚积起来的静电产生了电流，也很难用它来点亮灯泡。因为灯泡要亮起来的话，需要持续不断的电流，自然状态下静电只能产生瞬间电流，无法产生持续的电流。这和你手指快速掠过火焰，火焰却烧不痛你的道理有点儿类似，手指只是瞬间接触火焰嘛。

总而言之，摩擦是可以生电的，但生的是静电，且静电不产生或只产生瞬间电流，所以目前静电还不能当作电源使用。

摩擦发电机问世了

那么，有没有办法让静电持续产生电流？

原来没有，现在有了——中国科学院纳米能源与系统所首席科学家、佐治亚理工学院院士、董事教授王中林带领的团队，已经研发出一种摩擦纳米发电机，可以持续摩擦生电并为小型电子设备供电。

这种摩擦发电机与此前的其他发电机完全不同：它没有转子和磁铁，仅用两块摩擦材料贴合在一起，让它们通过相互持续摩擦产生源源不断的静电并转化成电流。

要让摩擦发电机持续摩擦，那就需要持续动力是吧！所以，科学家把摩擦发电机放进鞋子里，当人穿着鞋子走路时，发电机的两块摩擦板就会被带动着相互摩擦，只要人不断地走动起来，那么发电机就会不断地产生静电，继而输出电流，这些电流可以点亮80个LED小灯泡，看起来完全是“灯火通明”的样子。

不过，摩擦发电机放在鞋子里，虽然可以让“脚下生辉”，但磨损速度极快，很短的时间内它就磨坏了——摩擦发电机，点亮的是灯泡，磨坏的却是鞋子，硬件技术不怎么成熟呐！

于是，科学家又进一步研发出升级版耐磨摩擦发电机：将两块摩擦材料做成波浪接触面叠放在一起，这种叠放方式不需要两块材料大摩擦，只需要相互之间轻轻挤压就有很好的发电效果。另外，摩擦材料也改成了比原来的硬质材料耐磨数百倍的柔性纳米材料。这样，“柔性摩擦发电机”就诞生了。把它放进鞋子里，你尽管走，鞋子磨坏了，它也磨不坏。

真正的“全绿色电”

前面说了，咱们有水电、火电、核电，这么多的供电方式，干嘛非去弄个装在鞋子里的摩擦发电机——无厘头的小玩意儿，一点都不实用，完全是科学家的自娱自乐！

如果这么想，那你就错了。

虽然，现在摩擦发电机只能点亮LED灯，既不能用来看电视，也不能给空调供电，电力微小，没有什么实用价值。可是，摩擦发电机透露出的发电新思路却不容小觑，它能为人类提供“全绿色电”，将成为真正的新能源机器。

说到“全绿色电”，咱们不得不说说“黑色电”。

“黑色电”，就是以牺牲环境为代价而提供的电力。比如，火电站天天烧煤发电，电是发出来了，但空气却污染了。再比如，水电站需要垒坝截江，电是发出来了，但江河的自然泾流方式被改变了，对环境也会产生危害。相比这两种发电方式，核电算是清洁能源，但核泄漏的风险目前人类仍无法完全掌控，所以核电也是潜在的“黑色电”。

那么，为什么说摩擦电是“全绿色电”呢？关键是发电方式简单，摩摩擦擦就行了，不烧煤、不建坝，也不需要核反应堆，不污染环境，完全“绿色”——而且现在不用再把摩擦发电机做好放在鞋子里了，发电机直接可以做成鞋子，穿鞋走路，电就来了。

噢，既然摩擦发电机能做成鞋子，做成衣服行不行？当然没问题，穿一件摩擦材料做成的发电服，穿多长时间就能发多长时间的电，这电是穿衣服穿出来的，“绿”极了！

让一切会动的物体变成电源

将摩擦发电机穿身上发电，似乎还不够酷？没关系，我们还可以把柔性摩擦发电套套在任何可移动物体的表面，让物体在移动时通过摩擦来发电。

这真是又酷又神奇——把柔性摩擦发电套套在树上，随树枝摇动就能发电，这样，每一棵树都变成了一个可自供电的路灯；把发电机套在宠物身上，宠物就成了电源，你的爱狗就能分分钟给你的手机充电了；把摩擦发电机做在足球表面，这样，足球就变成了一只电力球，既可当球踢，又能无线上网并充当现场直播记者……总之，柔性摩擦发电机可以让一切会动的物体变成电源，积少成多，电力十足不是梦。

那么，除了这些零零散散的供电以外，柔性摩擦发电机能不能整体性地提供足够的电力呢？办法也是有的：只要用一块非常大的柔性摩擦材料做成摩擦发电机，然后把它放进海洋中，让海水成为发电机的一个“电极”，或者说，让摩擦材料与海水摩擦生电。

这可真是一个大胆而神奇的解决方案，要知道，海洋覆盖了地球70.8%的表面，全球约44%的人口都居住在距海岸线150千米的范围内。只要摩擦发电机足够大，理论上整个大海都可以用来发电——这样，大海就变成了世界上最大的发电机——海风轻轻吹，海浪轻轻摇，源源不断地向人们提供电力，这真是梦幻般的绿色新科技啊！

更棒的是，这一梦幻科技的实现指日可待：由于柔性摩擦发电技术中所采用的部件成本很低，且用量极少，研发团队负责人王中林院士认为，未来三到五年，这一技术就能进行大规模产业化推广，走进人们的日常生活。