加拿大发现给电子设备充电的新方法

加拿大阿尔伯塔大学发布消息称，该校研究人员开发一种新的方法来产生电力，可以对手持设备或传感器进行充电。相关研究成果发表在2017年12月11日的《自然纳米技术》（Nature Nanotechnology）杂志上。

这个发现给一种叫做摩擦纳米发电机的装置制定了一个新的世界标准。这种摩擦纳米发电机可以产生一个高强度的直流电，与其他研究团队生产的低质量交流电流相比，是一个显著的进步。到目前为止，其他团队所能做的是产生非常高的电压，而不是电流。阿大发现的是一种获得高强度持续直流电流的新方法。

传统的摩擦纳米发电机通过产生交流的摩擦电将摩擦能转化为电能，然而，这种方法因为低的电流密度和需要矫正而受到限制。阿大研究人员通过滑动的肖特基纳米接触，可以在不需要外部电压的情况下产生最大强度为106Am-2连续直流电。他们通过在二硫化钼的薄膜上滑动一个导电原子力显微镜的尖端来实现。有限元模拟结果表明，异常高的电流密度可以归因于非平衡载波传输现象，该现象可被导电纳米尖端的强局部电场(105-106Vm-2)所增强。研究人员假设电荷传输可能是由摩擦产生的电子激发所引起的，纳米级电流-电压光谱分析表明，样品界面尖端的整流肖特基势垒在产生高效直流能量中起关键作用。当与微电极或接触表面改性电极结合时，这一概念是可扩展的，使其成为高效直流摩擦发电的保证。

这一发现意味着纳米级的发电机有潜力为基于纳米级运动和振动的装置如发动机、道路上的交通甚至是心跳提供能量。它可以带来应用于各种领域的技术，包括监测桥梁或管道物理强度的传感器，以及检测发动机和可穿戴电子设备性能的传感器。