摩擦納米發(fā)電機(jī)的四種基本工作模式

摩擦納米發(fā)電機(jī)是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的小型裝置，它可以應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。下面將介紹摩擦納米發(fā)電機(jī)的四種基本工作模式。

1.摩擦電荷分離模式

在這種模式下，摩擦納米發(fā)電機(jī)利用內(nèi)部界面間接產(chǎn)生電荷。當(dāng)材料表面磨損時(shí)，載帶會(huì)被釋放并在兩個(gè)界面之間形成一個(gè)電場。由于不同材質(zhì)表面的本征急劇變化，這些載流子會(huì)首先遇到至少一個(gè)這樣的區(qū)域，從而被固定在其中以產(chǎn)生電荷分離效應(yīng)；這些電荷在達(dá)到一定壯觀后便會(huì)裝載入外部回路。

2.壓電效應(yīng)模式

在這種模式下，壓電晶體被用來產(chǎn)生電荷。當(dāng)晶體受到機(jī)械應(yīng)變時(shí)，它會(huì)生成電勢，并在外部電路中形成電流以供給它的載荷

3.電致伸縮效應(yīng)模式

在這種模式下，一個(gè)典型的鐵電材料如鈦酸二丙酯（PZT）被用作生成電荷。當(dāng)物理上施加一個(gè)電場時(shí)，鐵電材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，因此會(huì)在材料內(nèi)部產(chǎn)生位移。位移的大小取決于施加到材料上的電壓和材料的特性?？梢酝ㄟ^將鐵電材料與彈性材料組合來擴(kuò)大位移并增加自動(dòng)生成的電荷。

4.熱敏效應(yīng)模式

在這種模式下，我們利用一個(gè)熱敏元件來產(chǎn)生電荷，例如聚乙烯基琥珀酸酯塑料薄膜。這個(gè)裝置由兩層電子薄膜組成，其電阻隨溫度的變化而發(fā)生變化，產(chǎn)生電荷差異將導(dǎo)致電流流動(dòng)。