據外媒報道，我們已經看到利用人體運動發電的想法已應用於許多領域，包括鞋類、道路，以及本周剛剛出現的用於治療受傷肌腱的植入式刺激器裝置。這些可能性之一是可以為電子設備提供能量的地板，蘇黎世聯邦理工學院的科學家們現在已經開發出了這種技術的高效形式，其足以為 LED 燈泡和小型電子設備供電。
多年來，科學家已經研究了一些能夠從人類運動中發電的創新地板解決方案，包括室內和室外使用的瓷磚，以及依靠壓電效應在機械壓力下產生電壓的海綿木材。這個新的例子與我們在2016年看到的另一個例子有一些相似之處，科學家將纖維素納米纖維嵌入木質地板中，通過所謂的摩擦電效應在振動時產生電荷。
摩擦電效應也構成了新的智能木地板的基礎，它由兩片經過處理的木材單板組成，下面有電極分層。但要使性能達到理想的水平，需要進行一些修補，以解決木材發電能力有限的問題。”木材基本上是中性的，”該研究的高級作者Guido Panzarasa說。“這意味着木材沒有獲得或失去電子的真正傾向。因此，挑戰是使木材能夠吸引和失去電子。”
該團隊的解決方案涉及在一塊木材上塗抹一種接觸后容易獲得電子的有機硅，並在另一塊木材上嵌入金屬離子和有機分子，使其具有更高的失去電子的傾向。這種處理方法在不同方向切割的不同種類的木材上進行了測試，然後該團隊找到了最有效的選擇，即徑向切割的雲杉。
據科學家們說，這種處理方法使他們的木材比天然木材的發電效率高80倍，並在長達1500次的穩定壓力下提供穩定的輸出。塑造成一塊大約A4紙大小的地板，這種材料可以產生足夠的電力為家用LED燈、計算器和其他小型電子產品供電。
Panzarasa說：“我們的重點是證明用相對環保的程序改造木材，使其具有產生摩擦電效應的可能性。雲杉很便宜，可以得到，而且具有良好的機械性能。這種功能化的方法相當簡單，而且可以在工業層面上進行擴展。這只是一個工程問題。”
科學家們現在正在努力改進他們對木材的處理，使其更加生態友好，並且在他們努力實現商業應用時更容易應用。對他們有利的是，“發電機”保持了木質地板的自然外觀和耐用性，這可能使它成為未來智能建築中注重風格的設計師的一個有吸引力的選擇。
Panzarasa說：“最終目標是了解木材的潛力，超越那些已經知道的潛力，並使木材具有新的特性，用於未來的可持續智能建築。”
這項研究發表在《Matter》雜誌上。