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liaomin603木虫 (正式写手)
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[交流]
压电体材料转换声波为手机供电
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设想一下拥有一部自我供电的手机该有多好，它将永远不必充电并能保持手机正常运转。这不是天方夜谭，而是美国德克萨斯州A&M大学教授Tahir Cagin的一项最新发明。此发明可以让手机用户在说话时产生的声波转变成能量，提供手机使用，从而使手机常用而不断电。 Tahir Cagin致力于研究纳米技术，通过利用所谓的压电体材料，他开发出来了一种自我供电的装置，从而不需要电池之类的可替换电源。特别的是，Tahir Cagin和休斯顿大学的伙伴已经发现某种压电体材料在不到21纳米厚的微型大小下能百分之百地转换能量。而且，当此材料比这一特定大小更大或更小时，它们的能量转换率会大大下降。他的这一发现发表在今秋的美国物理学学会科学期刊《物理评论B》上。此发现将对开发低耗电的电子产品具有深远意义，由此可以开发出自我供电的手机、笔记本电脑、个人通报器和大量其它与电脑有关的电子产品。 许多高科技产品的元件都是纳米级的。虽然Tahir Cagin的发明很小，但影响很大。他的发现将会使小巧方便的无线产品延长使用寿命。因为就MP3和手机而言，电池寿命是主要问题，如果要扩大它们的功能的话，就需要有更强大的电池来支撑。而便利的自我供电装置则解决了这一问题，这就是几家联邦机构对此类装置感兴趣的原因。事实上，美国国防高级研究计划局(DARPA)已经在研究战地士兵如何用其谈话所获得的能量来驱动他们的便携式装备。此外，用于探测爆炸物的传感器将会大大受益于自我供电技术，可以减少测试和更换电池的麻烦。 Tahir Cagin解释说此技术的关键是压电体。压电体是一类十分有趣的晶体，当你对它挤压或拉伸时，它的两端就会产生不同的电荷。这种效应被称为压电效应。能产生压电效应的晶体就叫压电晶体。水晶（α-石英）是一种有名的压电晶体。压电体并不是什么新概念，其实早在19世纪80年代就被法国科学家发现了。压电体最先用于一次世界大战期间的声纳装置。如今，装有压电晶体元件的仪器使技术人员研究蒸汽机、内燃机及各种化工设备中压力的变化成为现实。利用压电晶体甚至可以测量管道中流体的压力、大炮炮筒在发射炮弹时承受的压力以及炸弹爆炸时的瞬时压力等。此外，压电晶体还广泛应用于麦克风和石英表中。甚至汽车点火装置中也有压电晶体。按一下点火按钮就会导致压电晶体产生撞击，从而产生足够的电压来引起火花并点燃汽油。 在重大应用中，欧洲一些夜总会和舞厅的跳舞地板就是由压电晶体建造的，可吸纳和转换脚步的能量来发电，以此来点亮夜总会里的灯泡。据报道，香港一家体育馆正在使用此技术将运动员的能量转换成电能，以此来点灯和播放音乐。Tahir Cagin表示压电晶体的应用将会更上一层楼，特别是当纳米级的压电晶体涌现之后，此技术的应用将更加广泛。（来源：网易探索 尼特） （《物理评论B》PhysRevB.77.125424，M. S. Majdoub，T. Cagin） 转自科学网 |
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