科学家利用摩擦发电，让传统玩具转型成无需电池的智能电子玩具

未来有一天，那些橡胶鸭子玩具或许可以在不装电池的情况下发光，功劳来自一种称为摩擦发电式纳米发电机的元件，将传统电子玩具转化为不需电池供电的智能电子玩具。

摩擦发电式纳米发电机（Triboelectric Nanogenerator，TENGs）是一种利用摩擦起电原理（Triboelectric Effect）来设计感测器或收集能量的元件，基本上任何材料都可以当作接触面，比如衣物、纸张等，前阵子中国苏州大学团队还发布一项研究，他们利用雨水与太阳能板之间的摩擦力使后者在雨天发电。

而根据美国儿科学会统计，几乎每个小孩子到 4 岁左右都接触过电子玩具，这些玩具透过发光或发出简单哔哔声吸引孩童注意，但大人也要在背后频繁地为玩具更换电池。

但如果使用摩擦生电原理，玩具也可以「自己供电」，只要按一按眼睛就会发光。韩国济州大学材料科学家 Sang-Jae Kim 团队正在开发不需电池供电的儿童电子玩具，利用 TENGs 收集机械振动时产生的能量（电荷），类似头发与气球摩擦时形成的静电，再将之储存转化为可用形式。

研究人员将由铝电极制成的 TENGs 夹在环保硅胶薄膜之间，结合至橡胶小鸭和拍手玩具，接着透过挤压或摇动方式让电极与薄膜接触产生电荷，TENGs 可从中收集足够能量为玩具 LED 灯供电，比如眼睛部位。

过去，将 TENGs 应用在玩具并尝试商业化是个大挑战，因为能量存储与转换效率过低，但韩国团队透过新的设计能更有效利用 TENGs，让传统玩具转型为智能供电玩具的前途更加明朗化，并且有机会进一步应用在医疗感测器上。团队论文发布在美国化学学会《Sustainable Chemistry & Engineering》期刊。