美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校官網(wǎng)近日發(fā)布消息稱(chēng)，該校材料系副教授王旭東帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種便宜簡(jiǎn)單的方法，可將踩在地板上的腳步動(dòng)力轉(zhuǎn)換成可用的電能，從而把地板變成一種更加“綠色”的產(chǎn)品。相關(guān)研究刊登在《納米能源》雜志上。

    新方法使用了一種常見(jiàn)且經(jīng)常被廢棄的材料——木漿。木漿主要含有木纖維組成的納米纖維，是地板中常見(jiàn)組分。這些納米纖維經(jīng)過(guò)化學(xué)方法處理后，一旦與未經(jīng)處理的納米纖維結(jié)合，就會(huì)產(chǎn)生電流。

    新材料將行走動(dòng)力轉(zhuǎn)為電能

     “將經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的納米纖維層和未經(jīng)化學(xué)處理的納米纖維層包壓在硬紙板內(nèi)，兩層納米纖維因具有不同的電學(xué)性能，電子就會(huì)從其中一層流向另外一層，從而形成電流。包壓著兩層納米木漿纖維的硬紙板，可通過(guò)高壓技術(shù)整合到木地板中。”王旭東在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，這種技術(shù)很容易整合到市面上任何一種木地板中。

    當(dāng)把兩層納米纖維集成到地板后，它們就能產(chǎn)生電能，點(diǎn)亮屋內(nèi)的照明設(shè)施或用來(lái)給電池充電。木漿極其便宜，來(lái)源豐富，可回收及生物降解，結(jié)合新技術(shù)后的木地板將和普通地板一樣，人人都可負(fù)擔(dān)得起。以前也有利用行走來(lái)發(fā)電的材料報(bào)道，但那些材料往往用到陶瓷和金屬，成本相對(duì)較高。

    王旭東表示，除了價(jià)格便宜外，他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)納米木漿纖維收集能量的使用壽命和效率進(jìn)行了研究。初步試驗(yàn)證明，新材料能反復(fù)使用數(shù)百萬(wàn)次。“我們還不能把這個(gè)次數(shù)轉(zhuǎn)化成衡量地板使用壽命的年數(shù)，但經(jīng)過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)修改，新材料一定能超過(guò)地板使用年限。”

    試驗(yàn)還證明，在含有這種新材料的地板上每走一步產(chǎn)生的電量，可同時(shí)點(diǎn)亮35個(gè)LED燈泡。

    路邊能量收集技術(shù)受追捧

    多年來(lái)，王旭東團(tuán)隊(duì)一直在研究利用振動(dòng)產(chǎn)生電能的技術(shù)，測(cè)試各種不同材料，優(yōu)化被稱(chēng)為“摩擦起電納米發(fā)電設(shè)備”的相關(guān)技術(shù)。衣服產(chǎn)生靜電就是一種摩擦起電，很多可穿戴電子設(shè)備就是利用這種摩擦起電現(xiàn)象來(lái)獲得電能。而木漿納米纖維再次擴(kuò)展了利用現(xiàn)有機(jī)械能的來(lái)源范圍。

    王旭東團(tuán)隊(duì)的研究突破，是受到熱捧的綠色能源研究領(lǐng)域——路邊能量收集技術(shù)的*新成果。“路邊能量收集技術(shù)只需考慮存在足夠能量的地方即可收集使用，只要有人群活動(dòng)的地方即可考慮收集。”王旭東說(shuō)，“一種思路是研制可穿戴的設(shè)備，另一種思路就是收集人口密集穿梭地方能量的設(shè)備，比如，我們這次研發(fā)的地板技術(shù)。”體育館、購(gòu)物中心等人流較多地方，以及擁擠過(guò)道等處，安裝集成這種捕獲能量新技術(shù)的地板，可以產(chǎn)生相當(dāng)大的電能。收集能量的納米纖維功能單位厚度不到一毫米，因此可以多植入幾層這樣的功能單位，提高發(fā)電量，且植入后地板并不會(huì)明顯增厚。

    未來(lái)或是太陽(yáng)能的有力補(bǔ)充

    路邊能量收集技術(shù)在某些方面比太陽(yáng)能更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，它不需依賴(lài)天氣狀況，因此許多研究人員認(rèn)為，將在發(fā)展替代化石燃料的可再生能源領(lǐng)域占據(jù)重要位置。

    但澳大利亞新南威爾士大學(xué)研究人員阿里斯泰爾·斯普勞爾認(rèn)為，跟現(xiàn)有發(fā)電地板一樣，新材料與其他綠色能源相比沒(méi)有優(yōu)勢(shì)可言。“如果你想讓綠色能源能獲得社會(huì)效益，應(yīng)該去找太陽(yáng)能或風(fēng)能。新材料雖然在想法上很有創(chuàng)新，但可能沒(méi)有實(shí)際意義。”

    王旭東對(duì)此反駁道，新材料是對(duì)太陽(yáng)能的有力補(bǔ)充。“我們的理念是，把生活中浪費(fèi)掉的能量轉(zhuǎn)化成可以使用的電能，它具有太陽(yáng)能不能比的優(yōu)勢(shì)，如能用于太陽(yáng)光照射不到的地下，或陽(yáng)光不夠充足的建筑內(nèi)。”

    王旭東已經(jīng)向所在大學(xué)申請(qǐng)，將新材料發(fā)電原型設(shè)置在校園，用于對(duì)學(xué)生進(jìn)行宣傳教育。他們還將繼續(xù)對(duì)各種性能進(jìn)行優(yōu)化研究。