加拿大魁北克大學(xué)高等技術(shù)學(xué)院和Sonomax科技技術(shù)公司的聯(lián)合研究團隊，創(chuàng)建了一個由“智能材料”壓電纖維復(fù)合材料（PFC）制成、可以從下頜咀嚼運動中獲取能量的下巴托，有望作為一些小規(guī)模的電源為可植入或可佩戴電子設(shè)備提供電力。該研究結(jié)果已刊登在最新一期學(xué)術(shù)期刊《智能材料與結(jié)構(gòu)》上。
下頜的運動已經(jīng)被證明是最有前途作為從人體運動中產(chǎn)生電力的候選之一。研究人員推測，在一個人吃飯咀嚼中，會產(chǎn)生平均約7毫瓦（mW）的功率。他們希望該設(shè)備可以從吃東西、咀嚼和說話中發(fā)電，為助聽器、耳蝸植入體、電子聽力保護器和可植入或可佩戴的電子設(shè)備提供電力。
為收獲這種能量，研究人員采用PFC智能材料制成下巴托。PFC是一種壓電智能材料，由集成電極和粘合劑聚合物基體構(gòu)成。該材料能夠在它延伸經(jīng)受機械應(yīng)力時產(chǎn)生電荷。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，研究人員創(chuàng)建了一個由單層PFC制成的下巴帶，并使用一對彈性側(cè)帶將其連接到一對耳罩上。為了確保最大的性能，下頜帶緊貼著用戶的下巴，以便其在運動時引拉帶條伸展。
在測試該設(shè)備性能時，受試者被要求嚼口香糖持續(xù)60秒，并佩戴上頭戴式設(shè)備。結(jié)果研究人員從下頜的運動中收獲的最大功率為約18微瓦（μW），而頭戴式設(shè)備的最佳功率僅需約10微瓦。
研究人員說：“鑒于咀嚼的平均功率約7毫瓦（mW），完善這種設(shè)備的性能還有很長的路要走。目前實現(xiàn)的功率幾乎完全不能為電氣設(shè)備提供電力，然而，我們可以通過增加更多的PFC層到顎帶增加功率輸出，例如，采用20個PFC層，總共有6毫米的厚度，將能夠驅(qū)動一個200微瓦的智能聽力保護器！
研究人員說：“這種能量采集裝置唯一昂貴的部分是單層的PFC，成本在20美元左右，考慮到價格、電池的短暫使用壽命和環(huán)境成本，我們估計，基于可收集能量下巴托設(shè)備的自供電聽力保護器將在三年后收回投資！
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