An attractive method to response th

An attractive method to response the current energy crisis and produce sustainable nonpolluting power source is harvesting energy from our living environment. However, the energy in our living environment always exists in low-frequency form, which is very difficult to be utilized directly. Here, we demonstrated a novel sandwich-shape triboelectric nanogenerator to convert low-frequency mechanical energy to electric energy with double frequency. An aluminum film was placed between two polydimethylsiloxane (PDMS) membranes to realize frequency multiplication by twice contact electrifications within one cycle of external force. The working mechanism was studied by finite element simulation. Additionally, the well-designed micro/nano dual-scale structures (i.e., pyramids and V-shape grooves) fabricated atop PDMS surface was employed to enhance the device performance. The output peak voltage, current density, and energy volume density achieved 465 V, 13.4 μA/cm2, and 53.4 mW/cm3, respectively. This novel nanogenerator was systematically investigated and also demonstrated as a reliable power source, which can be directly used to not only lighten five commercial light-emitting diodes (LEDs) but also drive an implantable 3-D microelectrode array for neural prosthesis without any energy storage unit or rectification circuit. This is the first demonstration of the nanogenerator for directly driving biomedical microsystems, which extends the application fields of the nanogenerator and drives it closer to practical applications.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วิธีการน่าสนใจเพื่อการตอบสนองปัจจุบันพลังงานวิกฤตและการผลิตอย่างยั่งยืน nonpolluting แหล่งจ่ายไฟคือเก็บเกี่ยวพลังงานจากสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม พลังงานในสิ่งแวดล้อมเสมออยู่แบบความถี่ต่ำ ซึ่งเป็นยากมากเพื่อนำไปใช้โดยตรง ที่นี่ เราแสดงการ nanogenerator triboelectric แซนด์วิชรูปนวนิยายเพื่อแปลงความถี่ต่ำพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า ด้วยความถี่คู่ อลูมิเนียมฟิล์มถูกวางไว้ระหว่าง polydimethylsiloxane (PDMS) เยื่อหุ้มทั้งสองตระหนักถึงคูณความถี่ โดย electrifications ติดต่อสองครั้งภายในหนึ่งรอบของแรงภายนอก เป็นศึกษากลไกการทำงาน โดยจำลององค์ประกอบจำกัด นอกจากนี้ การออกแบบไมโคร/นาโนคู่โครงสร้างขนาด (เช่น ปิรามิดและร่องรูปตัว V) ประดิษฐ์บน PDMS surface ถูกจ้างเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ผลผลิตสูงแรงดัน กระแส พลังงาน และปริมาณความหนาแน่นความ 465 V, 13.4 ซม. 2 สูงสุด Μa และ 53.4 mW/cm3 ตามลำดับ ระบบตรวจสอบ และยัง แสดงให้เห็นเป็นแหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้ ซึ่งสามารถใช้โดยตรงไม่เพียงห้าค้าที่–เปล่งไดโอดในแสง (Led) จางลง แต่ขับอาร์เรย์ microelectrode ปรุง 3 มิติสำหรับประดิษฐ์ประสาทโดยไม่มีพลังงานเก็บหน่วยหรือแก้ไขวงจร นี้ nanogenerator นวนิยาย นี้เป็นครั้งแรกของ nanogenerator สำหรับการขับขี่ microsystems ชีวการแพทย์ ซึ่งขยายสาขาประยุกต์ nanogenerator การ และไดรฟ์มันมาใกล้ชิดเพื่อประยุกต์ใช้งานจริง โดยตรง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เป็นวิธีการที่น่าสนใจให้กับการตอบสนองวิกฤตพลังงานในปัจจุบันและการผลิตอย่างยั่งยืนแหล่งพลังงาน nonpolluting คือการเก็บเกี่ยวพลังงานจากสภาพแวดล้อมของเรา อย่างไรก็ตามการใช้พลังงานในสภาพแวดล้อมของเรามักจะอยู่ในรูปแบบความถี่ต่ำซึ่งเป็นเรื่องยากมากที่จะนำไปใช้ประโยชน์ได้โดยตรง ที่นี่เราแสดงให้เห็นถึงแซนวิชรูปร่าง nanogenerator triboelectric นวนิยายเรื่องการแปลงความถี่ต่ำพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าที่มีความถี่คู่ ภาพยนตร์อลูมิเนียมถูกวางไว้ระหว่างสอง polydimethylsiloxane (PDMS) เยื่อที่จะตระหนักถึงการคูณความถี่โดยสองครั้งติดต่อ electrifications ภายในหนึ่งวงจรของแรงภายนอก กลไกการทำงานได้รับการศึกษาโดยการจำลององค์ประกอบ จำกัด นอกจากนี้การออกแบบที่ดีไมโคร / นาโนโครงสร้างแบบ dual-โย (เช่นปิรามิดและร่อง V-รูปร่าง) ประดิษฐ์อยู่บนพื้นผิว PDMS ถูกจ้างมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ แรงดันไฟฟ้าสูงสุดออกความหนาแน่นกระแสและความหนาแน่นของปริมาณพลังงานที่ประสบความสำเร็จ 465 V, 13.4 ต / cm2 และ 53.4 mW / cm3 ตามลำดับ นวนิยาย nanogenerator นี้ได้รับการตรวจสอบระบบและยังแสดงให้เห็นว่าเป็นแหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้ซึ่งสามารถนำมาใช้โดยตรงไม่เพียง แต่แบ่งเบาห้าพาณิชย์ไดโอดเปล่งแสง (LEDs) แต่ยังขับ implantable 3 มิติอาร์เรย์ microelectrode เทียมประสาทโดยไม่ต้องจัดเก็บพลังงานใด ๆ หน่วยงานหรือแก้ไขวงจร นี่คือการสาธิตแรกของ nanogenerator สำหรับการขับรถโดยตรง Microsystems ชีวการแพทย์ซึ่งทอดตัวด้านการประยุกต์ใช้ nanogenerator และไดรฟ์มันใกล้ชิดกับการใช้งานจริง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วิธีที่น่าสนใจเพื่อตอบสนองวิกฤตพลังงานและการผลิตอย่างยั่งยืน nonpolluting แหล่งพลังงานเก็บเกี่ยวพลังงานจากสภาพแวดล้อมของเรา . อย่างไรก็ตาม พลังงานในสภาพแวดล้อมของเรามักจะอยู่ในรูปแบบความถี่ต่ำ ซึ่งเป็นเรื่องยากมากที่จะถูกใช้โดยตรง ที่นี่เราแสดงให้เห็นว่านวนิยายรูปร่างแซนด์วิชไทรโบอิเล็กทริก nanogenerator แปลงพลังงานกลไฟฟ้าความถี่ต่ำพลังงานที่มีความถี่เป็นสองเท่า อลูมิเนียมฟิล์มถูกวางไว้ระหว่างสอง O ( PDMS ) ต่างตระหนักความถี่คูณ โดย electrifications ติดต่อสองครั้งภายในหนึ่งรอบของแรงภายนอก กลไกการทำงานการศึกษาโดยแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ . นอกจากนี้ การออกแบบไมโคร / นาโนสเกลแบบโครงสร้าง ( เช่น ปิระมิด และร่องบนผิวสีอ่อน ) ประดิษฐ์โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ผลผลิตสูงสุด แรงดัน ความหนาแน่นและความหนาแน่นพลังงานปริมาณความ 465 V 13.4 μ / cm2 และ 53.4 ล้านลิตร ตามลำดับ nanogenerator นี้นวนิยายสืบสวน และยังแสดงให้เห็นอย่างเป็นระบบ เป็นแหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้ซึ่งสามารถใช้โดยตรงเพื่อไม่เพียง แต่ผ่อนห้าพาณิชย์ไดโอดเปล่งแสง ( LEDs ) แต่ยังทำให้ปลูกฝังไมโครอิเล็กโทรดประสาทเทียมแบบ 3 มิติโดยไม่มีการเก็บพลังงานหน่วยหรือวงจรการแก้ไข . นี้เป็นครั้งแรกสำหรับการสาธิตของ nanogenerator ตรงขับรถชีวการแพทย์ Microsystems ซึ่งขยายเขตข้อมูลการใช้ของ nanogenerator และไดรฟ์มันใกล้ชิดกับการใช้งานในทางปฏิบัติ