來自鼻子的電力？工程師利用人類呼吸發電

Electricity from the nose: Engineers make power from human respiration
http://www.physorg.com/news/2011-10-electricity-nose-power-human-respiration.html

By Jim Beal, October 4, 2011

(PhysOrg.com) -- 按一個鈕就能點燃你瓦斯烤肉爐的相同壓電（piezoelectric）效應，或許有朝一日能透過你鼻子內的呼吸（respiration，呼吸作用），供電給你體內的感應器。

寫在九月號的 Energy and Environmental Science 期刊中，材料科學與工程助教授 Xudong Wang（音譯：王旭東）、博士後研究 Chengliang Sun 以及畢業生 Jian Shi（音譯：石真） ，報告創造出一種塑膠微型帶（ microbelt），通過低速氣流（例如人類的呼吸）時會振動。

某些材料，例如 Wang 的團隊所用的聚偏氟乙烯（polyvinylidene fluoride，PVDF），在回應施加其上的機械壓力時會累積電荷。這稱為壓電效應。研究者改造 PVDF 以便自呼吸產生足夠的電能使小型電子裝置運作。

"基本上，我們是從生物系統收成機械能。一般人類呼吸的氣流低於約每秒二公尺，" Wang 說。"我們算出，如果我們使這種材料的厚度夠薄，那麼小型振動就能夠產生微瓦特的電力，那對於感應器或其他植入臉部的裝置來說也許已經夠用。"

研究者利用奈米技術中的進展以及微型化電子學，開發出許多生醫裝置，那能為糖尿病患者監測血糖，或使心跳節律器的電池維持充飽電的狀態，故不需要更換電池。只需要微乎其微的電力供應就能夠使這些微型裝置運作。來自血流、運動、熱或此例中的呼吸的廢能，提供連續不斷的電力來源。

Wang 的團隊使用一種離子蝕刻製程使材料變薄，同時保留其壓電特性。有了這些改進，他相信厚度能被控制在次微米的程度。因為 PVDF 具生物相容性，他表示，這項發展代表了，朝向「開發一種實用的微米級裝置以便自呼吸收成能量」的顯著進展。

※ 相關報導：

＊ PVDF microbelts for harvesting energy from respiration
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2011/ee/c1ee02241e

Chengliang Sun, Jian Shi, Dylan J. Bayerl and Xudong Wang
Energy Environ. Sci., 2011, Advance Article
doi: 10.1039/C1EE02241E

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