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現(xiàn)狀與展望*

摩擦納米發(fā)電機(jī)山土中林團(tuán)隊(duì)2012年發(fā)明，是基于機(jī)械界而摩擦起電與靜電感應(yīng)禍介效應(yīng)的新能源技術(shù)，具有輕薄、柔性、選材廣的特點(diǎn)，可收集人體與環(huán)境中的微小機(jī)械能，小但是一個(gè)微能源產(chǎn)生的新方法，更是機(jī)械傳感的新途徑。詳述了摩擦納米發(fā)電的機(jī)理、特性與理論模型。介紹了幾種提高摩擦發(fā)電性能的微納制造方法。綜述了一系列基于摩擦電的微機(jī)械傳感器、執(zhí)行器和自驅(qū)動(dòng)微系統(tǒng)，及其在柔性機(jī)械、智能裝備和無線傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用研究。對(duì)摩擦電自驅(qū)動(dòng)微系統(tǒng)目前存在的問題做出了分析與討論，展望了其未來的研究趨勢(shì)。

    微/納機(jī)電系統(tǒng)(Microelectromechanical systems,MEMS/NEMS)是具有微/納米特征尺度的高新技術(shù)，體現(xiàn)了機(jī)械、微電了、材料等多學(xué)科交義融合。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，微/納機(jī)電系統(tǒng)在人體、基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，具有微小集成化、功能智能化、無線移動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。這個(gè)過程中會(huì)不可避免地用到不同結(jié)構(gòu)和功能的微/納系統(tǒng)，它們數(shù)量巨大，遍布世界各個(gè)角落，其供能問題就顯得尤為突出。采用傳統(tǒng)的電池來驅(qū)動(dòng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不僅維護(hù)成本高，而且會(huì)帶來難以回收和環(huán)境污染的問題。隨著微/納系統(tǒng)能耗的不斷降低，一個(gè)可能的替代方案就是收集其所在環(huán)境中的能量。納米能源，即為微/納系統(tǒng)提供持久、不需維護(hù)、白驅(qū)動(dòng)的能源，其基本性能指標(biāo)包括可用性、轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。目前，由于太陽能電池容易受限于樣夜、天氣甚至季節(jié)等諸多