一种新型的超高效纳米薄材料可以推动自供电电子设备，可穿戴技术的发展，甚至可以提供由心跳驱动的起搏器。 

 

由RMIT大学领导的澳大利亚研究小组已开发出可将机械压力转换为电能的柔性且可印刷的压电材料。 

 

它比人的头发薄100,000倍，效率比基于类似无毒材料的其他压电材料高800％。 

 

重要的是，研究人员说，可以使用液态金属通过具有成本效益和商业可扩展性的方法轻松地制造它。 

 

首席研究员纳西尔·马哈茂德（Nasir Mahmood）博士说，该材料在“今日材料”的最新研究中进行了详细介绍，是朝着充分发挥运动驱动的能量收集设备的潜力迈出的重要一步。 

 

“直到现在，性能最佳的纳米薄压电材料都是基于铅，铅是一种不适合生物医学使用的有毒材料，”皇家墨尔本理工大学副校长马哈茂德说。 

 

“我们的新材料基于无毒氧化锌，该氧化锌重量也很轻且与硅兼容，因此很容易集成到当前的电子产品中。 

 

“它是如此高效，以至于您只需要一层1.1纳米的材料即可产生完全自供电的纳米设备所需的所有能量。” 

 

该材料的潜在生物医学应用包括内部生物传感器和自供电生物技术，例如将血压转换为起搏器电源的设备。 

 

纳米级压电材料还可用于智能振动传感器的开发，以检测建筑物和桥梁等基础设施中的故障，尤其是在地震多发地区。  

 

通过集成新材料可以提供的能量收集技术的示例包括为手机充电的智能跑鞋和利用脚步能量的智能人行道。 

 

柔性纳米发电机：如何制造材料 

新材料是使用液态金属印刷方法生产的，这是RMIT率先采用的方法。 

 

首先加热氧化锌直至变成液态。这种液态金属一旦暴露于氧气，就会在顶部形成纳米薄层，就像冷却后的加热牛奶的皮肤一样。 

  

然后将金属轧制在表面上，以印刷出纳米薄的氧化锌“皮”。 

 

这项创新技术可以快速生产大规模的材料片，并与包括卷对卷（R2R）加工在内的任何制造工艺兼容。 

 

研究人员目前正在研究用于防御和基础设施监控的超声波探测器，并正在研究用于收集机械能的纳米发电机的开发。 

   

Mahmood说：“我们热衷于探索商业合作机会，并与相关行业合作，将未来的发电纳米器件推向市场。” 

 

这项研究得到了澳大利亚研究委员会和ARC未来低能耗电子技术卓越中心（FLEET）的资助。  

 

该团队感谢RMIT微型纳米研究设施（MNRF）和显微镜与显微分析设施（RMMF），CSIRO，澳大利亚多模式科学成像和可视化环境（MASSIVE），国家计算基础设施国家设施以及Pawsey超级计算机中心的支持。