黏力火花：日常膠帶如何為未來供能

科學家們找到一種方法，利用簡單且具成本效益的摩擦電奈米發電機，將靜電轉化為可用能源。他們透過使用耐用膠帶升級先前的設計，提升了效率並增加了功率輸出。該裝置能產生足夠的能量來點亮LED燈，還能作為自供電感測器，這預示著其在可穿戴科技和能量收集領域的未來應用潛力。

靜電或許是日常生活中的麻煩事，尤其在冬天，但對某些科學家而言，它蘊藏著尚未開發的能源潛力。透過一種稱為摩擦電奈米發電機（TENG）的裝置，機械運動能透過摩擦電效應轉化為電能。許多TENG依賴昂貴、特殊製造的材料，但有一個研究團隊採取了不同的方法——使用價格實惠、在商店就能買到的膠帶、塑膠和鋁。他們在這種基於膠帶的TENG上的最新進展，最近發表在《ACS Omega》期刊上。

由王剛（Gang Wang）和張文亨（Moon - Hyung Jang）領導的團隊，先前透過將雙面膠帶、塑膠薄膜和鋁層疊在一起開發出一種TENG。當這些層被壓在一起然後拉開時，會產生少量電力。然而，雙面膠帶的強黏性使得分離困難，需要過大的力量，限制了效率。

對於新改良的TENG，研究人員用更厚、耐用的單面膠帶層取代了雙面膠帶。與舊版本不同，電力是由膠帶的聚丙烯背襯和丙烯酸黏合層之間的相互作用產生的。光滑的表面可以輕易地相互黏合和分離，使TENG能夠快速連線和斷開，從而在比以前更短的時間內產生更多的電力。研究人員將TENG放置在一個振動板上，使膠帶層相互彈開，在它們反覆接觸和分離的過程中產生電力。

在測試中，新裝置產生的最大功率為53毫瓦。此外，它產生的電力足以點亮350多個LED燈以及一個雷射筆。該團隊還將膠帶TENG整合到兩種感測器中：一種用於檢測手臂運動的自供電可穿戴生物感測器，以及一種用於檢測聲波的聲學感測器。

這項研究展示了低成本TENG的實用性，且效能良好，研究人員希望該裝置的應用能拓展到發電和自供電感測器領域。

參考文獻：《透過思高膠帶實現寬頻帶高功率摩擦電能量收集》，作者張文亨（Moon - Hyung Jang）、肖恩·P·拉位元（Sean P. Rabbitte）、阿卜杜勒卡德·弗倫迪（Abdelkader Frendi）、瑞安·T·康納斯（Ryan T. Conners）、雷宇（Yu Lei）和王剛（Gang Wang），2025年1月13日，《ACS Omega》。DOI: 10.1021/acsomega.4c08590

作者們感謝美國阿拉巴馬大學亨茨維爾分校充電器創新基金的資助。