日本東京理光(Ricoh)公司于2015年5月20日宣布,它已創(chuàng)造了一種新穎的柔性材料“發(fā)電橡膠”,可將壓力和振動高效率地轉(zhuǎn)化為電能。目前,可發(fā)電的壓電材料采用機械應(yīng)變,是受注意的能量采集材料。壓電材料主要有陶瓷和聚合物,但是他們有一些欠缺,阻礙了他們得到廣泛的使用。壓電陶瓷使用于有限的目的,因為他們的脆弱性和重的重量,雖然他們可產(chǎn)生相對較高的電力。另一方面,壓電聚合物只能生成非常輕微的電力,雖然他們通過減少厚度可具有柔性。
由理光公司創(chuàng)建的“發(fā)電橡膠”可像陶瓷一樣產(chǎn)生高量的電力,而外觀是柔軟的和柔性的片。因為它克服了先前的壓電陶瓷和聚合物的缺點,預(yù)計其結(jié)合柔性和高電力輸出的優(yōu)點,將被應(yīng)用到多個領(lǐng)域。理光公司將推進這一技術(shù)的研究,旨在使該材料商業(yè)化應(yīng)用于各種目的,特別是柔性傳感器。在未來,它將有助于未來物聯(lián)網(wǎng)時代,通過提供一個有前途的發(fā)電材料,使各種設(shè)備可配備通信功能。
陶瓷是主要傳統(tǒng)的壓電材料,常用于公用設(shè)施設(shè)備的電子部件中,作為壓力和振動傳感器。雖然它用于這些目的可產(chǎn)生足夠的電力,但它有缺點,即脆弱,又沉重并且要包容鉛。與陶瓷相比,發(fā)電橡膠則克服了這些缺點。此外,其高耐久性已經(jīng)確認,通過了數(shù)百萬次的耐久性試驗。聚合物,如PVDF(聚乙二烯二氟化物),只能產(chǎn)生輕微的電力,盡管他們有柔性。而能發(fā)電的橡膠,兼具輕的重量和耐久性,可承受重的負荷,它與陶瓷相比,有高的電力輸出;與聚合物相比,有更大的柔性。此外,“發(fā)電橡膠”的優(yōu)點是易加工性和生產(chǎn)效率高,因為它是柔軟的,并且不需要像陶瓷那樣的高溫過程。柔性、高電力輸出、耐用、可加工性和生產(chǎn)效率高,使發(fā)電橡膠可以安裝在不同的位置和大的空間。與陶瓷和聚合物相比,它因此可以在更廣泛的市場上用于各種目的。
“發(fā)電橡膠”的機制與以前的壓電材料是不一樣的。理光公司與東京理科大學(xué)合作,在分子水平上使用領(lǐng)先的計算化學(xué),推出了機制分析。研究結(jié)果將擴大這種材料的可用性,并將有助于未來各種目的和領(lǐng)域的開發(fā)和應(yīng)用。采用“發(fā)電橡膠”的優(yōu)勢,理光公司將尋求貢獻于物聯(lián)網(wǎng)時代,與外部技術(shù)相結(jié)合,提供創(chuàng)新的解決方案。