中國科學院北京納米能源與系統(tǒng)研究所張弛研究員團隊開發(fā)出一種基于摩擦納米發(fā)電機的靜電微馬達，該機械結(jié)構(gòu)可將環(huán)境中極低頻率的微小機械能，轉(zhuǎn)化為電能并驅(qū)動微馬達高速運轉(zhuǎn)。研究表明，摩擦電微馬達能夠在低至0.1 Hz的外部機械激勵下實現(xiàn)啟動，并在0.8 Hz時達到1 350 r/min，電能驅(qū)動效率達到41%。該摩擦電微馬達結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、成本低廉，既發(fā)揮了摩擦納米發(fā)電機低頻高壓的優(yōu)勢，又具有靜電馬達高轉(zhuǎn)速、低功耗的特點，在無人駕駛、人工智能、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域有著極大的應用前景。

據(jù)介紹，摩擦納米發(fā)電機常用于收集環(huán)境中存在的低頻機械能，而產(chǎn)生的電輸出也具有低頻特性，而微機電系統(tǒng)(MEMS)通常需要高頻的電信號才能正常工作，與摩擦納米發(fā)電機之間存在頻率的不兼容性。而本次發(fā)表的成果，則是巧妙采取特殊的微機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，成功地解決了這一頻率不匹配問題，將摩擦納米發(fā)電機的應用領(lǐng)域進一步拓展，對于開發(fā)從環(huán)境中收集低頻、微弱的機械能，實現(xiàn)對MEMS器件的供電具有突破性作用。摩擦納米發(fā)電機與MEMS的“強強結(jié)合”將有望在物聯(lián)網(wǎng)、航空航天、機器人等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)有效應用。