KRISS 开发超材料来捕获和放大微振动以增强能量收集
韩国标准与科学研究所，韩国大田
由 KRISS 开发的超材料。 （图片来源：韩国标准科学研究所）韩国标准与科学研究所 (KRISS) 开发了一种超材料，可以捕获并放大小区域内的微振动。这项创新有望提高能量收集的功率输出，将浪费的振动能量转化为电能，并加速其商业化。
能量收集是指将热、光和振动形式的浪费能源转化为电能的技术。虽然太阳能发电以太阳光为能源，目前已得到广泛应用，但其存在输出不一致、在某些天气条件下无法发电等局限性。
相比之下，利用普遍存在的振动作为能源可以稳定发电，而不受周围环境的限制。这就是为什么振动能量收集作为物联网 (IoT) 传感器的未来电源继续受到关注，物联网 (IoT) 传感器需要 24/7 不间断电源，以及可实时测量血压和血糖水平的可穿戴医疗设备。
阻碍振动能量收集的主要问题是其功率输出较低和生产成本较高，使其不太适合实际应用。虽然产生的电量与收集到的振动的大小成正比，但我们在日常生活中遇到的大多数振动都很微小。
为了克服这一重大问题，应将大量转换设备（例如压电元件）安装在多个受到相对较大振动的位置。
KRISS 开发的超材料可捕获并积聚其中的微振动，并将其放大 45 倍以上。这允许相对于所使用的少量压电元件产生大量电力。通过利用所开发的超材料进行振动收集，研究团队成功地在单位面积上发电量是传统技术的四倍多。
特别是，新开发的超材料具有大约成人手掌大小的薄而平坦的结构，使其可以轻松附着在任何发生振动的表面上。由于其结构可以轻松修改以适应其所附着的物体，因此其应用范围广泛，从检查高层建筑或大型桥梁损坏情况的诊断传感器到监测个人健康状况的小型生物传感器。
KRISS 声学、超声和振动计量小组的高级研究员 Lee Hyung Jin 表示：“这项研究是世界上第一个利用暂时捕获振动的表面超材料成功积累和放大振动的研究。”
无损计量组的高级研究员Seung Hong Min也表达了他的兴趣，他评论道：“超材料可以通过极大地放大传统传感器难以测量的超精细振动来开发下一代高精度和高灵敏度传感器。”
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