新型摩擦電微馬達在無人駕駛等領域應用前景廣闊

中國科學院北京納米能源與系統研究所張弛研究員團隊開發出一種基于摩擦納米發電機的靜電微馬達，該機械結構可將環境中極低頻率的微小機械能，轉化為電能并驅動微馬達高速運轉。研究表明，摩擦電微馬達能夠在低至0.1 Hz的外部機械激勵下實現啟動，并在0.8 Hz時達到1 350 r/min，電能驅動效率達到41%。該摩擦電微馬達結構簡單、易于制造、成本低廉，既發揮了摩擦納米發電機低頻高壓的優勢，又具有靜電馬達高轉速、低功耗的特點，在無人駕駛、人工智能、環境監測等領域有著極大的應用前景。

據介紹，摩擦納米發電機常用于收集環境中存在的低頻機械能，而產生的電輸出也具有低頻特性，而微機電系統(MEMS)通常需要高頻的電信號才能正常工作，與摩擦納米發電機之間存在頻率的不兼容性。而本次發表的成果，則是巧妙采取特殊的微機械結構設計，成功地解決了這一頻率不匹配問題，將摩擦納米發電機的應用領域進一步拓展，對于開發從環境中收集低頻、微弱的機械能，實現對MEMS器件的供電具有突破性作用。摩擦納米發電機與MEMS的“強強結合”將有望在物聯網、航空航天、機器人等領域實現有效應用。