一种基于香蕉粉末的摩擦纳米发电机及发电方法和应用与流程

本发明属于摩擦纳米发电机技术领域，涉及一种基于香蕉粉末的摩擦纳米发电机及发电方法和应用。

背景技术：

在过去的几年中，随着科技的高速发展，物联网、人工智能等技术的逐渐成熟，人类对于电子产品的依赖程度越来越高。各式各样的电子产品影响着人类生活的方方面面，如电子通信、智能家电、各种智能可穿戴电子产品等等。持续供电将在这些设备的连续运行中发挥重要且不可替代的作用。目前这类电子设备仍然依赖于可充电电池。但这些器件在应用过程中部署的数量是巨大的，所需电池的数量随着移动电子设备数量和密度的增加而成比例增长。因此，电池的回收再利用就面临诸多挑战，而且废弃的电池对环境也会造成一定的负担。不仅如此，一些用于特殊领域的电子产品，例如透明柔性电子设备、植入式电子设备等，对所用电池的要求很高甚至无法使用电池。因此，开发能够从周围环境中自行收集能量的微纳尺度电源系统具有重要的意义和实用价值。

面对这些问题，一种纳米摩擦发电技术已经被证明。与经典电磁发电机相比，摩擦纳米发电机在低频下的高效能是同类技术无法比拟的。纳米摩擦发电饥的电能输出机制可以用摩擦起电效应与静电诱导效应两者的耦合效应来说明。现在的摩擦纳米发电机已经遍及各个领域的实验研究中。本发明是基于香蕉粉末的摩擦纳米发电机，它有着普及意义。原材料为人人都买得起的香蕉，设计结构简单，成本低，具有很强的实际应用意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种基于香蕉粉末的摩擦纳米发电机及发电方法和应用，将环保型的电能供应装置应用到实际的生产生活中，将摩擦纳米发电机普通化。将其与实际物品相结合，提高效率；结合卷尺，能够在黑暗的环境下进行测量，既解决了黑暗条件下测量读数的难题也提供了环保“电池”。再者，使用香蕉粉末作为摩擦电极材料之一，可以通过对产生的电压电流的检测来推断香蕉的成熟度。

其具体技术方案为：

一种基于香蕉粉末的摩擦纳米发电机，包括卷尺的抽拉收缩摩擦模型3、摩擦电极的上半部分1和摩擦电极的下半部分2，所述的摩擦电极上半部分为出尺口的上半部分，准备一小块长为0.5厘米，宽为0.2厘米的矩形导电铜箔，在导电铜箔的一侧用普通透明胶带在导线固定处4固定导线的一端，将另一侧全部涂上强力胶水，再撒上干燥的香蕉粉末，待香蕉粉末固定好后将铜箔固定有导线的那一侧的边缘涂上强力胶水，随即向上紧贴在出尺口上半部分，这样上半部分的摩擦电极就制作完成了。所述摩擦电极的下半部分2包括金属卷尺，在所述金属卷尺上铺上特氟龙胶带以及在胶带下面铺导电铜箔作为感应电极，在导电铜箔和特氟龙胶带接触面引出导线，并与摩擦电极的上半部分1所引出的导线共同连接低功率电灯。

进一步，所述特氟龙胶带的厚度为0.13mm。

进一步，所述的卷尺为普通的铁皮卷尺，本发明选用的是规格为3m×10ft,尺带挺直度为19宽/210厘米

进一步，所述金属卷尺的长度为0到50厘米，就是将卷尺拉出到示数为50厘米处为止

进一步，所述导线选择外径为1.6mm的双色细导线，红色和黑色，其中红色用作上半部分电极电子引出导线，黑色用作下半部分电子引出导线。

进一步，本发明所选的特氟龙胶带，所选的特氟龙胶带具体参数为：f013厚度为0.13mm，最大幅度为1250mm，粘附强度对钢22n/100mm，抗拉强度为900n/100mm，耐温-70度到260度，上面所述的0到50厘米为卷尺长度的0到50厘米这段长度

一种基于香蕉粉末的摩擦纳米发电机的发电方法，包括以下步骤：

第一步选择卷尺一把，采用半成熟香蕉作为香蕉粉末来源，将香蕉碾碎加热蒸发水分至干燥的粉末

第二步在卷尺出尺口出安装上半部分摩擦电极。所述的摩擦电极上半部分为出尺口的上半部分，准备一小块长为0.5厘米，宽为0.2厘米的矩形导电铜箔，在导电铜箔的一侧用普通透明胶带固定导线的一端，将另一侧全部涂上强力胶水，再撒上干燥的香蕉粉末，待香蕉粉末固定好后将铜箔固定有导线的那一侧的边缘涂上强力胶水，随即向上紧贴在出尺口上半部分，这样上半部分的摩擦电极就制作完成了

第三步将卷尺拉出到示数为50cm处，将拉出来的这50cm长的铁皮卷尺的上表面，也就是卷尺的凹面，铺上导电铜箔，再在导线固定处4处的铜箔表面用透明胶固定引出导线，最后在整个铜箔表面上铺上特氟龙胶带，所选择的特氟龙胶带为0.13mm规格如前述。这样摩擦电极的下半部分就完成了。

本发明所述基于香蕉粉末的摩擦纳米发电机在检测香蕉成熟度过程中的应用。

本发明所述基于香蕉粉末的摩擦纳米发电机在卷尺制造过程中的应用。

本发明选用的摩擦电极材料为香蕉粉末和特氟龙胶带，材料成本低廉，采用香蕉粉末，体现出了创新性，该摩擦纳米发电机的结构为卷尺模型，这是结构上的改进，本发明将日常的测量行为转换为发电行为，具有很高的实用价值。

有益效果：

本发明基于香蕉粉末的摩擦纳米发电机的结构采用卷尺的抽拉收缩摩擦模型，成本低廉的香蕉粉末，香蕉粉末是食用品，是环境友好型材料。经过实验测试，该模型的摩擦纳米发电机电学性能稳定。本发明基于香蕉粉末的摩擦纳米发电机的制作工艺简单易行，可以在生产卷尺的过程中进行加工，制作成具有照明功能的卷尺，或者将卷尺的抽拉收缩摩擦模型结合香蕉粉末进行摩擦通过检测电压电流信号来判断香蕉的成熟度，具有很高的实用价值，适合推广应用。

附图说明

图1是基于香蕉粉末的摩擦纳米发电机的结构示意图；

图2是基于香蕉粉末的摩擦纳米发电机的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

如图1和图2所示，在图中1所示处作为摩擦电极的上半部分，下面的金属卷尺作为摩擦电极的下半部分。将作为摩擦材料的香蕉粉末用强力胶水这里可以采用520强力胶水，但是切不可让香蕉粉末淹没在胶水中，也就是说胶水量要适度，也就是滴两滴即可。然后将碾磨好的干燥的香蕉粉末立即均匀撒到导电铜箔上。之后在导电铜箔的另一侧也涂上强力胶，将其粘到出尺口上，最后用透明胶固定导线，将产生的电荷导出形成电流，这样上半部分就完成了。

现在来看下半部分，为了充分展示电学性能，在0到50厘米的金属卷尺上铺上特氟龙胶带0.13mm厚度以及在胶带下面铺导电铜箔作为感应电极，这样在拉出卷尺和收回卷尺的过程中都会产生摩擦，在导电铜箔和特氟龙胶带接触面引出导线，并与上述1出所引出的导线共同连接低功率电灯，可以起到照明的作用。

电学性能稳定，能提供持续的电流。

基于香蕉粉末的高性能摩擦纳米发电机结合卷尺模型，应用在卷尺上，组成部分包括普通卷尺为模型结构、摩擦电极、感应电极、导电装置、照明设备五部分。

第一步选择卷尺一把，采用半成熟香蕉作为香蕉粉末来源，将香蕉碾碎加热蒸发水分至干燥的粉末

第二步在卷尺出尺口出安装上半部分摩擦电极。选择一个导电铜箔在其表面滴两滴强力胶水，随即均匀撒上干燥的香蕉粉末至覆盖整个表面同时在另一侧滴一滴强力胶水将其固定在图中1处并用导电胶布固定引出导线，所选用的导线外径为1.6mm的细电线。

第三步将卷尺拉出50cm，在这50cm长度卷尺上表面先铺上导电铜箔，再铜箔表面上用导电胶布固定引出导线再在其上表面铺特氟龙胶带，所选择的特氟龙胶带为0.13mm。

在按照要求做好发电机之后，抽拉卷尺可发现电流表示数稳定，能提供稳定电流

在进行抽拉卷尺时，香蕉粉末和特氟龙胶带相互摩擦，摩擦电极表面产生正负电荷，同时导电铜箔产生感应电荷，随着摩擦的继续进行，感应电极上的电荷会被驱动产生电流。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。