新興的壓電式能量采集(piezoelectric energy harvesting)技術(shù)領(lǐng)域最近又有新突破──研究人員宣布發(fā)明了一種同時使用硅與聚合物基板的奈米發(fā)電機(jī)(nanogenerator)。

研究人員最終目標(biāo)是能設(shè)計出可透過環(huán)境運動(environmental motion)為小型電子裝置供電的能量采集裝置；例如醫(yī)療用植入裝置，就可以透過流動血液的機(jī)械能(mechanical energy)來供電。除了醫(yī)療應(yīng)用之外，這種采用可撓式基板的發(fā)電裝置，亦鎖定無線傳感器、可攜式電子裝置應(yīng)用領(lǐng)域。

上述研究團(tuán)隊是由美國史蒂文斯理工學(xué)院(Stevens Institute of Technology)教授Yong Shi所率領(lǐng)，他們是使用鋯鈦酸鉛(lead zirconate titanate，PZT)奈米材料，該種材料號稱能較競爭產(chǎn)品所使用的氧化鋅壓電材料，制作出更高電壓輸出的裝置。

到目前為止，研究團(tuán)隊所制作出的能量采集裝置最高可在30nanoamp產(chǎn)出16V的電壓；該團(tuán)隊計劃透過增加更多的奈米材料纖維以及改善裝置結(jié)構(gòu)，更進(jìn)一步提升未來之壓電奈米發(fā)電機(jī)的電壓與電流輸出能力。

在該團(tuán)隊最新版的裝置中所采用的PZT奈米纖維，尺寸為60奈米×500微米，這些纖維與細(xì)鉑金(platinum)線所制成的電極交叉排列在可撓式聚合物基板上方。研究人員表示，這種奈米發(fā)電機(jī)可望讓醫(yī)療用的植入式奈米機(jī)器人，在患者血液中工作更長的時間，收集樣本并將診斷數(shù)據(jù)傳送給醫(yī)師以供分析。

(參考原文： Nanofibers-on-silicon harvest mechanical energy，by R. Colin Johnson)