北卡罗来纳州立大学的研究人员创造了一种柔软、可拉伸的设备，可将运动转化为电能，并可在干燥和潮湿的环境中工作。
“机械能——例如风、波浪、身体运动和电机振动的动能——是丰富的，”该论文的通讯作者、化学和生物分子工程教授 Camille & Henry Dreyfus 教授 Michael Dickey 说在北卡罗来纳州。“我们创造了一种可以将这种机械运动转化为电能的装置。它的一个显着特点是它在水下工作得非常好。”
能量收集器的核心是镓和铟的液态金属合金。这种合金被包裹在水凝胶中——一种用水膨胀的柔软、有弹性的聚合物。
水凝胶中的水含有称为离子的溶解盐。离子聚集在金属表面，可以在金属中感应出电荷。增加金属的面积提供了更多的表面来吸引电荷。这会产生电力，并由连接到设备的电线捕获。
“由于设备是软的，任何机械运动都会导致它变形，包括挤压、拉伸和扭曲，”迪基说。“这使其在收集机械能方面具有多种用途。例如，水凝胶的弹性足以拉伸至其原始长度的五倍。”
在实验中，研究人员发现，设备仅变形几毫米就会产生大约 0.5 mW m-2的功率密度。这个电量可与几种流行的能量收集技术相媲美。
“然而，其他技术在潮湿环境中效果不佳，如果有的话，”Dickey 说。“这种独特的功能可以实现从生物医学设置到运动服再到海洋环境的应用。此外，该设备制造简单。
“有一条增加功率的途径，所以我们认为我们在这里描述的工作是一个概念验证演示。”
研究人员已经有两个相关的项目正在进行中。
一个项目旨在通过增加收割机的功率输出，使用该技术为可穿戴设备供电。第二个项目评估如何使用该技术从海洋中获取波浪能。
这项工作是在北卡罗来纳州 ASSIST 中心的支持下完成的，该中心由美国国家科学基金会根据 EEC-1160483 资助。额外的支持来自北卡罗来纳州海岸研究所和韩国技术促进研究所监督的“培养全球创新增长人才计划”。
