从我们的脚步到我们按下的按钮，人类不断消耗能量，研究人员正在利用这些运动为我们周围的世界供电。
从周围环境或活动中而不是从电池或墙壁插座中收集能量有一些关键优势：电力来源是免费的，设备更具移动性。 这对于胰岛素泵和起搏器等医疗电子产品尤其有用。 能量收集器还可以延长智能手机和笔记本电脑的电池寿命。
这个想法并不新鲜。 例如，晶体管收音机自 20 世纪初就已出现，并且不需要专用电源，因为它们从无线电波中收集电力。 但是，当前的能量收集策略效率不高，并且我们环境中的能量广泛分散，这意味着需要明亮的光线、大的温度梯度或长时间的快步行走才能产生可观的电量，而这可能仍然不是很多。
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现在，研究人员正在寻找提高收集效率和降低成本的新方法。 开发人员也在制造使用更少电力的电子产品，这样有一天您的手机可能会依靠口袋里的沙沙声和您拨打电话时的一些手指敲击来运行。
在劳伦斯伯克利国家实验室，科学家们上个月演示了一种设备，该设备使用病毒将压力转化为电力。 该设备依赖于压电效应，这是一种现象，当材料受到机械变形或应力时，会产生电荷。 在这种情况下，该团队使用了一种经过工程改造的 M13 病毒（通常感染细菌）来制造该材料。
乐趣从 50 纳安开始
该设备可以产生 6 纳安的电流和 400 毫伏的电势，大约是 AAA 电池输出的四分之一，并且足以在按下时短暂激活带有平方厘米大小发电器的小型单色液晶显示器。 研究人员在《自然纳米技术》杂志上发表了他们的报告。
LBNL 材料科学部的研究员兼该报告的合著者之一 Ramamoorthy Ramesh 解释说，病毒可以自我复制并自行形成纳米级结构，这使得它们成为传统压电设备的有吸引力的低成本替代品，而传统压电设备可能使用昂贵或有毒的化学物质。 病毒材料也可以喷洒到表面上，有可能将任何墙壁或地板变成从脚步和振动中收集能量的收集器。
目前，病毒发电机太弱，无法提供任何实际的电力，尽管研究人员正在进行改进，并表示他们离有用的产品不远了。
“如果我们得到 50 到 70 [纳安]，那就到了摇滚乐时间了。 那就很有趣了，”拉梅什说。
英国的研究人员最近也开发了一种压电发电机，一种膝关节支架，可以从行走中收集电子。 当佩戴者的膝盖弯曲时，设备中的四个金属叶片会被“拨动”，然后像吉他弦一样振动并产生电力。
目前，该设备产生约 2 毫瓦的功率，但研究人员预计通过一些调整将达到 30 毫瓦。
该项目的主要研究员、克兰菲尔德大学应用科学学院能量收集研究员 Michele Pozzi 在一份新闻稿中表示，他预计当产量增加时，该设备的成本为每台 10 英镑。 该研究结果于本月早些时候发表在《智能材料与结构》杂志上。
但是它可以为电视供电吗？
然而，即使市场上已经有能量收集器，但最大的障碍仍然是获得足够的可用电力来为传感器、灯或屏幕供电。 这意味着产生的电力要多于设备所需的电力，以便设备有足够的电力来存储并保持持续运行。
德州仪器公司电源解决方案部门的首席技术专家 David Freeman 说：“在某些情况下，您可能只收集到大约一微瓦的电力。” “如果您的设备需要一微瓦，那么您对任何人都没有任何作用。”
对于德州仪器公司来说，解决方案是制造使用更少电力的设备，并提高能量收集器的效率。
弗里曼说：“只是在最近三、四年或五年内，[收集器] 报告了足够的电力可用，并且设备的能量足够低以至于可以工作。”
能量收集器的一个潜在用途是构建可以监测空气质量的传感器。 操作员可以无线收集该信息，以有效地加热或冷却他们的空间。 弗里曼解释说：“这些应用的大多数目标是‘剥离粘贴’”，他指出，传感器的最佳位置可能远离任何电气线路。 这些位置也可能难以到达，因此频繁更换电池会非常不方便，这使得它们成为能量收集器的理想用途。
为此，该公司正在制造需要更少能量的集成电路和微处理器。
弗里曼说：“每一代都比上一代使用更少的电力。” “当我们继续降低这些设备所需的功率时，它会使收集部分更加实用。”
弗里曼表示，主要的收集技术是小型光伏面板，因为振动和无线电收集器尚未捕获足够的电力来运行传感器和发射器。 该公司最近制造了一款原型无线键盘，该键盘依靠室内照明运行，电池寿命与设备的工作寿命相匹配，大约为三到五年。 此外，德州仪器公司正在开发用于监控工业设备和道路的传感器，在这些领域，规则的运动频率可能更适合振动收集器。
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