元素百科向您介绍日本物理化学研究所宣布，相田卓三教授和东京大学同行最近开发了一种半永久性驱动薄膜传动器，以环境中的湿度波动为能量。
薄膜传动器工作原理
为了实现社会的可持续发展，科学家们正在大力开发替代化石能源的自然能源转换和储存技术，如太阳、风和地热。然而，对于移动设备和可穿戴设备来说，开发无插座充电、轻量小的电源是非常重要的。为了实现这种电源，有必要开发用户周围的能源收集技术。
研究小组在网络版《自然-材料》中发表报告称，他们开发的薄膜传动器可以感知微小的湿度变化和半永久性工作。这种薄膜可以根据吸水量的变化膨胀，感应湿度的变化。开发的薄膜可以利用小的湿度变化进行大而高速的伸缩运动，感知一般湿度计无法探测到的小湿度变化，从而有效地将局部湿度变化转化为动能。这种薄膜甚至可以将影响水吸收的光、热等环境波动转化为能量。
虽然之前有报道开发了湿度响应材料，但其屈伸反应缓慢，湿度条件非常高，在正常环境下无法转化为动能。该研究小组使用了不吸收水分的聚合物材料薄膜，但在材料部分设计了吸水结构。制作薄膜时，让聚合物适当排列，实现吸收少量水分的大规模伸缩运动。研究小组以水滴周围的湿度波动为驱动力，成功开发了单向运动传动器。在强光照射下，薄膜能高速应对环境变化，高速伸缩跳跃。
薄膜传动器的研发具有重要意义
该结果对能量收集技术和能量转化材料的设计具有重要意义。它具有实用价值，因为它实现了薄膜运动能的有效转化。
