据【jù】中国光学期【qī】刊报道，苏州大学功能纳米与软物质研究院的【de】科学家日前在ACS Nano上发表论文【wén】，称其【qí】研发出一【yī】种【zhǒng】基于摩擦纳米发【fā】电机【jī】（Triboelectric Nanogenerator, TENG）技【jì】术开【kāi】发的【de】混合材料太阳能电池板，可以在晴天和雨天时均能进行发电并存储电能。
由苏州大学功【gōng】能纳米与软物质研究院的孙宝全教授【shòu】课题组与孙旭辉教授课题【tí】组合作的这项研【yán】究，主要利用【yòng】雨滴【dī】在【zài】材料【liào】表面运动产生的摩擦纳【nà】米发电【diàn】效益【yì】，而【ér】在雨天【tiān】时收集电【diàn】能。
利用雨滴在材料表面的运动收集摩擦发电效益
基于摩擦纳米发电机的【de】自供【gòng】电传感系统，可利用【yòng】外部【bù】环境【jìng】机【jī】械振【zhèn】动【dòng】产生电能从而实现供电。
在这【zhè】一案【àn】例中，科研者们采集【jí】了来自于太阳能电池【chí】材料【liào】表面的雨滴滑落运动产生的【de】摩擦，混【hún】合太阳能【néng】电池板【bǎn】顶层材料采用了聚二【èr】甲硅氧烷【wán】聚合物，而下一层【céng】采用了【le】聚(3,4-乙烯二氧【yǎng】噻吩)- 聚苯乙【yǐ】烯磺酸(PEDOT/PSS) 。
在雨【yǔ】滴下落时，顶层被【bèi】激【jī】活， 聚合物与下一层接【jiē】触，而PEDOT/PSS材料【liào】的薄膜则充当【dāng】起了两者的共同电极【jí】，使得摩擦纳【nà】米发电机直【zhí】接【jiē】向太【tài】阳【yáng】能电【diàn】池供电，让【ràng】后者从前者收集电能。
而在晴天【tiān】时，材料都【dōu】是透明的，以确保光伏电【diàn】池能够正常【cháng】收集太阳能【néng】。
摩擦纳米发电机的四种基本工作模式
资【zī】料显示，摩擦纳米发【fā】电机具有【yǒu】垂直接触-分离、水平【píng】滑动、单电极、独立层等四种【zhǒng】基本工作模式【shì】，是一项颠覆【fù】性技【jì】术并【bìng】具有史无前例【lì】的输出【chū】性能和优点。
与经典电磁发电【diàn】机相比，其在低频下的高效【xiào】能是同类技术【shù】无法比拟的，同时它还可以作【zuò】为自驱动的【de】传感器来感知由机械触发【fā】所产生的【de】静【jìng】态【tài】和动态过程【chéng】的【de】信息。
麦克斯韦位移电流理论对科技与产业的影响
物【wù】理学认为【wéi】，纳米发电机将是麦克【kè】斯韦【wéi】位移电流继【jì】电磁【cí】波理论和技术【shù】后在能源与传感方面的另【lìng】一重大应用，有可能引领技术革新【xīn】并深刻改【gǎi】变人类社【shè】会。
由位移电流推导【dǎo】出的【de】电磁波理【lǐ】论、和【hé】电磁【cí】感应现象和电磁场统【tǒng】一理论，不仅催生出天线广播、电视电【diàn】报、雷达微波【bō】、无线通信和空【kōng】间技术，也【yě】在【zài】飞机、船舶、宇宙飞船以【yǐ】及电力和微电子工业【yè】中得到极大应用【yòng】。
而由位移电流第二分量基于媒介极化的特点催生出压【yā】电纳米发电机和摩擦【cā】纳【nà】米发【fā】电机【jī】，则将【jiāng】极大地推【tuī】动新能源技术和自【zì】供电传【chuán】感器【qì】技术的发展，使纳【nà】米发电机能源系【xì】统在【zài】物联网、传感器网络、新【xīn】能源【yuán】甚至大数据等影响【xiǎng】未来人类发展的【de】重大方面【miàn】得【dé】到广泛的应用【yòng】。
来源：六维科工贸
