加大洛杉矶分校开发出自供电可拉伸且防水的磁弹性发电机

研究人员发现，磁弹性效应，即当微小的磁铁被机械压力不断推到一起和拉开时，材料被磁化的程度变化，可以存在于一个柔软和灵活的系统中，而不仅仅存在于一个刚性的系统当中。为了证明他们的概念，该团队使用分散在一个纸质薄硅胶基质中的微型磁铁来产生一个磁场，该磁场随着基质的起伏而改变强度。随着磁场强度的变化，会产生电流。

《自然材料》杂志2021年9月30日发表了一项研究，详细介绍了这一发现以及背后的理论模型和演示。这项发现为实用的能源、传感和治疗技术开辟了一条新的途径。这项技术的独特之处在于，当设备压在人体皮肤上时，它允许人们舒适地伸展和移动，而且由于它依靠的是磁力而不是电力，湿度和我们自己的汗水不会影响它的效果。

团队建造了一个小型、灵活的磁弹性发生器（大约是美国25分硬币的大小），由铂催化的硅酮聚合物基体和钕铁硼纳米磁体组成。然后他们用一条柔软、有弹性的硅胶带将其贴在受试者的肘部。他们观察到的磁弹性效应比使用刚性金属合金的类似尺寸装置大四倍。因此，该装置产生的电流为每平方厘米4.27毫安培，比目前最好的可比技术好1万倍。

事实上，这种灵活的磁弹性发电机非常敏感，它可以将人类的脉搏波转化为电信号，并作为一个自供电的防水心率监测器。所产生的电力也可用于可持续地为其他可穿戴设备供电，如汗液传感器或温度计。