新研发微型压电式能量采集装置锁定医疗植入应用
新兴的压电式能量采集(piezoelectric energy harvesting)技术领域最近又有新突破──研究人员宣布发明了一种同时使用硅与聚合物基板的奈米发电机(nanogenerator)。
研究人员最终目标是能设计出可透过环境运动(environmental motion)为小型电子装置供电的能量采集装置;例如医疗用植入装置,就可以透过流动血液的机械能(mechanical energy)来供电。除了医疗应用之外,这种采用可挠式基板的发电装置,亦锁定无线传感器、可携式电子装置应用领域。
上述研究团队是由美国史蒂文斯理工学院(Stevens Institute of Technology)教授Yong Shi所率领,他们是使用锆钛酸铅(lead zirconate titanate,PZT)奈米材料,该种材料号称能较竞争产品所使用的氧化锌压电材料,制作出更高电压输出的装置。
到目前为止,研究团队所制作出的能量采集装置最高可在30nanoamp产出16V的电压;该团队计划透过增加更多的奈米材料纤维以及改善装置结构,更进一步提升未来之压电奈米发电机的电压与电流输出能力。
在该团队最新版的装置中所采用的PZT奈米纤维,尺寸为60奈米×500微米,这些纤维与细铂金(platinum)线所制成的电极交叉排列在可挠式聚合物基板上方。研究人员表示,这种奈米发电机可望让医疗用的植入式奈米机器人,在患者血液中工作更长的时间,收集样本并将诊断数据传送给医师以供分析。
(参考原文: Nanofibers-on-silicon harvest mechanical energy,by R. Colin Johnson)

来源:电子工程专辑台湾
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