JP2017518512A - 静電誘起によるセンサ、発電機、センシング方法及び発電方法 - Google Patents
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Abstract
Description
あるいは、前記分離層は、前記第1の電極層及び/又は第2の電極層を全て被覆し、
あるいは、前記分離層及び前記センシング部品の2つの電極層は積層するように設置され、センシング部品の第1の電極層及び第2の電極層はそれぞれ分離層の上下面に設置される。
1、本発明に提供されるセンサにおいて、被検体と、センシング部品の第1の電極層又は第1の電極層に貼り付けられる摩擦層の表面とが互いに接触摩擦し、あるいはスライド摩擦し、被検体の表面を帯電させ、そして、被検体が第1の電極層又は摩擦層に対して接触・分離し、又はスライド摩擦するという2つの相対動きモードにおいて、第1の電極層における、被検体に帯電する電荷の電位を変化させ、センシング部品の2つの電極層間に電荷が流れ、電流を形成する。あるいは、被検体自身が帯電し、センシング部品のいずれの部分にも接触せずに、第1の電極層との相対位置が変化し、静電誘起の作用によって、電荷がセンシング部品の2つの電極層間に流れ、電流を形成してもよい。したがって、被検体が第1の電極層又は摩擦層に対して動く際に、センシング部品の2つの電極層が探知される動きを追跡する必要がなく、2つの電極層間の距離又は相対位置は、外部回路が接続される便宜性又は動作環境などの条件に応じて便宜に設置されることができる。本発明のセンサの使用範囲が広く、センサに外接電源を提供するという従来技術の欠陥を克服し、特に、電池の交換が不便である状況に対して、本発明のセンサは長期に、安定に動作することができる。
2、被検体は、半導体、絶縁体、さらに、導体であってもよく、被検体とセンシング部品との接触表面に、例えば、第1の電極層又は摩擦層に、材料表面の電子の取り込む能力のばらつきがあれば、被検体とセンシング部品とが接触して分離し、あるいは、相対的にスライド摩擦する際に、センサは、被検体の移動をセンシングすることができる。自身が帯電する被検体について、センシング部品の第1の電極層における、被検体が帯電する電荷の電位が変化すれば、センサは、その移動をセンシングする。したがって、本発明に提供されるセンサの適用範囲が広くて、異なる材料の被検体に適宜する。
3、センサの第1の電極層に摩擦層を設置し、センシング過程において、第1の電極層が被検体と直接に接触しなく、互いにスライドしなくて、センシング部品における電極層の磨耗を避け、センサの使用の耐久性を大きく向上させる。
4、センサに分離層を含んでもよく、シート状の2つの電極層をそれぞれ分離層の上下面に設け、このような複数層の構造により、センサの構造がコンパクトになると共に、他の部品と集積しやすい。
5、本発明の発電機において、第1の部品と、第2の部品の電極層又は第1の電極層に貼り付けられる摩擦層の表面とが互いに接触摩擦し、あるいはスライド摩擦し、第1の部品の表面を帯電させ、そして、第1の部品が第1の電極層に対して接触・分離し、又はスライド摩擦するという2つの相対動きモードにおいて、第1の電極層における、第1の部品に帯電する電荷の電位を変化させ、第2の部品の2つの電極層間に電荷が流れ、電流を形成する。あるいは、第1の部品自身が帯電し、第2の部品のいずれの電極層にも接触せずに、第1の電極層との相対位置が変化し、静電誘起の作用によって、電荷が第2の部品の2つの電極層間に流れ、電流を形成する。したがって、第1の部品が第1の電極層又は摩擦層に対して動く際に、第2の部品の2つの電極層が第1の部品の動きを追跡する必要がなく、2つの電極層間の距離又は相対位置は、外部回路が接続される便宜性又は動作環境などの条件に応じて便宜に設置されることができる。本発明の発電機の使用範囲が広く、日常生活における普通な力学的エネルギーを便利に電気的エネルギーへ変換することができる。
6、第2の部品の第1の電極層に摩擦層を設置し、発電過程において、第1の部品が第1の電極層に直接に接触しなく、互いにスライドしなく、第2の部品における電極層の磨耗を避け、発電機の使用の耐久性を大きく向上させる。
7、第1の部品に電極層を設置する必要がないため、第1の部品の構造に対して特別な要求がなく、発電機の作製過程を簡単化し、発電機の作製コストを効果的に低減することができる。
8、発電機に分離層を含んでもよく、シート状の2つの電極層をそれぞれ分離層の上下面に設け、このような複数層の構造により、発電機の構造がコンパクトになると共に、他の部品と集積しやすい。
本実施例に提供される静電誘起センサの典型的な構造は、図1を参照して、被検体1の移動をセンシングするためのセンシング部品を含む。その中、センシング部品は、第1の電極層2と、それと協働する第2の電極層3からなり、第1の電極層2と第2の電極層3とは分けて設けられ、かつ電気的に接続されており、被検体1は、センシング部品の第1の電極層2に接触してから分離することができ、図1の矢印に示すように、被検体1の動きによって、被検体1に帯電する電荷の第1の電極層2における電位を変化させ、静電誘起作用によって、電荷は第1の電極層と第2の電極層との間に流れ、電流を形成する。第1の電極層2と第2の電極層3との間には、検出装置4を接続し、センシング部品における電流を検出することができ、あるいは、負荷を接続し、センサが発生する電気的エネルギーによって負荷に給電することもできる。
本実施例に提供される静電誘起発電機の典型的な構造について、同様に図3を参照する。発電機は、第1の部品11及び第2の部品を含む。その中、第2の部品は、実施例1と同じであり、1つの第1の電極層2と、それと協働する1つの第2の電極層3とからなる。第1の電極層2と第2の電極層3とが間隔を置いて設けられ、かつ電気的に接続される。外力Fの作用によって、第1の部品11の表面と第2の部品の第1の電極層2とが互いに接触してスライド摩擦を発生する。そして、スライド過程に接触面積が変化し、第1の電極層2に対する第1の部品11のスライドにより、第1の部品11に帯電する電荷の第1の電極層2における電位が変化し、静電誘起作用によって、電荷が第1の電極層と第2の電極層との間に流れ、電流を形成する。第1の電極層2と第2の電極層3との間に検出装置4を接続すると、発電機の電流を検出することができ、あるいは、負荷を接続して発電機から負荷に対する電力供給を実現することができる。
本実施例に提供される発電機の典型的な構造については、図5を参照する。発電機は、第1の部品12及び第2の部品を含む。その中、第2の部品は、1つの第1の電極層2と、それと協働する1つの第2の電極層3とからなり、第1の電極層2と第2の電極層3とは間隔を置いて設けられ、かつ電気的に接続されている。第1の部品1自身が帯電しており、第2の部品の第1の電極層2に対して移動することができる。動き過程に第1の部品と第2の部品のいずれかの電極層とが接触しなく、図5の矢印に示すように、第1の部品12の動きにより、第1の電極層2における第1の部品12に帯電する電荷の電位が変化し、静電誘起の作用によって、電荷は第1の電極層2と第2の電極層3との間に流れ、電流を形成する。第1の電極層2と第2の電極層3との間に検出装置4を接続して、発電機の電流を検出することができ、あるいは、負荷を接続して発電機から負荷への電力供給を実現することができる。
上記した3つの実施例のセンサ又は発電機において、いずれも摩擦層を含んでもよい。センシング部品(又は、発電機の第2の部品)の第1の電極層を摩擦層の下面に貼り付け、第1の電極層が他の物体と直接に接触しなく、センサ又は発電機の第2の部品を保護することができる。センサ又は発電機の摩擦層は、帯電してもよく、帯電しなくてもよい。摩擦層と第1の電極層との相対位置が変化しないため、帯電する第1の部品が第1の電極層に対して移動する際に、摩擦層は第2の部品における第1の電極層と第2の電極層との間の電荷の移動に影響を与えない。
本発明に提供されるセンサ又は発電機は、分離層を含んでもよく、第2の部品の第1の電極層及び第2の電極層を分離し、両者間に間隔を置いて所定の相対位置を保持し、そして、第2の部品と他の部品とを絶縁して分離させてもよい。
相応的には、本発明は、上記のいずれかのセンサに適用されるセンシング方法を提供し、上記のいずれかの発電機を適用する発電方法を更に提供する。
第1の部品1が第1の電極層2に対して移動し、第1の電極層2における、第1の部品1に帯電する電荷の電位を変化させるステップと、
第1の電極層2と第2の電極層との間に電荷の流れを発生して電流を形成するステップと、を含む。
長さ10cm×幅10cm×厚さ1mmであるポリメチルメタクリレートシートを切断してベースとし、ポリイミドシートの一面に銅フィルムを堆積して第1の電極層とし、他面に銅フィルムを堆積して第2の電極層とし、銅導線によって銅フィルムを接続して電圧計を接続し、第1の電極層の表面に長さ10cm×幅10cm×厚さ75μmであるポリテトラフルオロエチレンフィルムを接着して摩擦層とし、第2の電極層の表面に長さ10cm×幅10cm×厚さ50μmであるナイロンフィルムを接着して保護層とし、ポリテトラフルオロエチレンフィルムを上方に向けて地面に置き、靴底を周期的に接触して分離し、2つの銅フィルムに接続される電圧計から相応的に変化する電気信号が出力され、図11を参照し、電圧計によって分かるように、2つの銅フィルム間の電圧信号の最大値は約650Vであり、これにより、センサは、移動している物体に対してセンシングすることができ、外力の力学的エネルギーを電気的エネルギーに変換して物体移動のセンシングを行い、センサに対して外部電源を提供する必要がない。発電機として、外力の力学的エネルギーを電気的エネルギーに変換して発電することができる。
実施例5における静電誘起による発電機の構造に基づいて、本実施例は、具体的な発電機の作製過程を提供する。レーザによって、長さ10cm×幅2cm×厚さ1.59mmである有機ガラスを切断して発電機の分離層とする。マグネトロンスパッタの方法によって、分離層の上面に1μmのアルミニウムフィルムを堆積して第1の電極層とし、下面に長さ10cm×幅2cm×厚さ25μmであるアルミニウム箔を貼り付けて第2の電極層とし、第1の電極層と第2の電極層との間にはLEDランプによって電気的に接続されている。長さ10cm×幅2cm×厚さ50μmであるポリテトラフルオロエチレンフィルムの上面にポリテトラフルオロエチレンのナノワイヤ被覆層を作製して摩擦層とし、導電ガムによって上記ポリテトラフルオロエチレンフィルムの下面を第1の電極層の上面に接続する。長さ10cm×幅2cm×厚さ2mmであるアルミニウムシートを第1の部品とし、アルミニウムシートの表面とポリテトラフルオロエチレンフィルムの表面とが互いに重なり合って置かれ、外力の作用によって、アルミニウムシートはポリテトラフルオロエチレンフィルムに対してスライドし、接触面積を変化させ、第1の電極層と第2の電極層との間に接続されるLEDランプを点灯する。これにより、発電機は、外力の力学的エネルギーを電気的エネルギーに変換して発電することができる。
Claims (55)
- 静電誘起によるセンサであって、
被検体の移動をセンシングするセンシング部品を含み、
前記センシング部品は、1つの第1の電極層と、それと協働する1つの第2の電極層とからなり、前記第1の電極層と第2の電極層とは間隔を置いて設置され、かつ互いに電気的に接続されており、
前記被検体は前記センシング部品の第1の電極層に対して移動して、前記第1の電極層における、前記被検体に帯電する電荷の電位を変化させ、静電誘起の作用によって、電荷が第1の電極層と第2の電極層との間に流れ、電流は形成され、
前記被検体は、予め帯電し、あるいは、センサとの接触・分離によって前記被検体を帯電させることを特徴とするセンサ。 - 前記被検体は、前記第1の電極層と接触して分離し、あるいは、互いにスライド摩擦することによって、接触面積を変化させて帯電させることを特徴とする請求項1に記載のセンサ。
- 前記第1の電極層の、被検体と互いに接触可能な表面の形状及びサイズは相当していることを特徴とする請求項2に記載のセンサ。
- 前記センシング部品の第1の電極層と被検体とが互いにスライドする表面は、スムーズで平滑な表面であり、又は、凹凸構造の非平坦な表面であることを特徴とする請求項3に記載のセンサ。
- 前記第1の電極層の表面の凹凸構造は、周期的な凹凸構造であることを特徴とする請求項4に記載のセンサ。
- 前記第1の電極層の被検体と接触可能な表面の一部又は全部にミクロン又はサブミクロンレベルの微小構造が分布され、あるいは、前記第1の電極層の被検体と接触可能な表面に対して化学的変性処理を施すことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載のセンサ。
- 摩擦層を更に含み、前記センシング部品の第1の電極層が前記摩擦層の下面に貼り付けられ、
前記被検体は、予め帯電し、あるいは、前記摩擦層と接触して分離し、又は互いにスライド摩擦することによって、接触面積を変化させて帯電させることを特徴とする請求項1に記載のセンサ。 - 前記摩擦層の材料は、絶縁材料又は半導体であり、前記摩擦層の厚さ範囲は、10nm〜5mmであることを特徴とする請求項7に記載のセンサ。
- 前記摩擦層の、前記被検体と互いに接触可能な表面の形状及びサイズは相当していることを特徴とする請求項7又は8に記載のセンサ。
- 前記摩擦層と被検体とが互いにスライドする表面は、スムーズで平滑な表面であり、又は、凹凸構造の非平坦な表面であることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載のセンサ。
- 前記摩擦層の被検体と接触可能な表面の一部又は全部にミクロン又はサブミクロンレベルの微小構造が分布され、あるいは、前記摩擦層の被検体と接触可能な表面に対して化学的変性処理を施すことを特徴とする請求項12に記載のセンサ。
- 前記被検体は、前記センシング部品と接触しなく、前記被検体は帯電物体であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のセンサ。
- 分離層を更に含み、前記分離層は、前記センシング部品の第1の電極層及び第2の電極層を分離し、両者を分離させて所定の相対位置を保持することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のセンサ。
- 前記分離層の材料は絶縁体材料であることを特徴とする請求項13に記載のセンサ。
- 前記センシング部品の第1の電極層及び第2の電極層は、いずれも前記分離層に嵌め込まれ、少なくとも第1の電極層の上面に前記分離層が露出し、
あるいは、前記分離層は、前記第1の電極層及び/又は第2の電極層を全て被覆し、
あるいは、前記分離層及び前記センシング部品の2つの電極層は積層するように設置され、センシング部品の第1の電極層及び第2の電極層はそれぞれ分離層の上下面に設置されることを特徴とする請求項13又は14に記載のセンサ。 - 前記絶縁材料は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン、ポリイミド、ポリジフェニルプロパンカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アニリンホルムアルデヒド樹脂、ポリホルムアルデヒド、エチルセルロース、ポリアミド、メラミンホルムアルデヒド、ポリエチレングリコールスクシナート、セルロース、セルロースアセテート、ポリエチレングリコールアジペート、ポリフタル酸ジアリル、再生繊維スポンジ、ポリウレタンエラストマー、スチレンプロピレンコーポリマー、スチレンブタジエンコーポリマー、人造繊維、ポリメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリイソプチレン、ポリウレタンフレキシブルスポンジ、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルブチラール、フェノール樹脂、クロロプレンゴム、ブタジエンプロピレンコーポリマー、天然ゴム、ポリアクリロニトリル、ポリ(塩化ビニリデン-co-アクリルニトリル)、ポリエチレンビスフェノールカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、液晶高分子ポリマー、ポリクロロプレン、ポリアクリロニトリル、ポリジフェノールカーボネート、塩化ポリエーテル、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル及びパリレン、羊毛及びその織物、蚕糸及びその織物、紙、綿及びその織物、ポリウレタンエラストマー、木材、硬化ゴム、アセテートという材料の1種又は複数種であることを特徴とする請求項8又は14に記載のセンサ。
- 前記半導体材料は、ケイ素、ゲルマニウム、第III及び第V族化合物、第II及び第VI族化合物、III-V族化合物及びII-VI族化合物からなる固溶体、非晶質のガラス半導体、有機半導体、非導電性の酸化物、及び複雑な酸化物半導体という材料の1種又は複数種であることを特徴とする請求項8に記載のセンサ。
- 前記第1の電極層及び第2の電極層の材料は金属または酸化インジウム・スズITO、FTO又は導電高分子材料であることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載のセンサ。
- 前記第1の電極層及び/又は第2の電極層はフレキシブル材料であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のセンサ。
- 前記第1の電極層、第2の電極層及び/又は摩擦層はフレキシブル材料であることを特徴とする請求項7乃至12のいずれか1項に記載のセンサ。
- 前記分離層はフレキシブル材料であることを特徴とする請求項13乃至15のいずれか1項に記載のセンサ。
- 静電誘起によるセンシング方法であって、請求項1〜21のいずれか1項に記載のセンサを適用し、
前記被検体が第1の電極層に対して移動し、第1の電極層における、被検体に帯電する電荷の電位を変化させるステップと、
前記第1の電極層と第2の電極層との間に電荷流れを発生して電流を形成するステップと、を含むことを特徴とするセンシング方法。 - 前記被検体が第1の電極層に対して移動することは、具体的に、被検体と第1の電極層との表面が接触して分離し、被検体を帯電させることであり、
あるいは、前記被検体が第1の電極層に対して移動することは、具体的に、被検体と第1の電極層との表面が互いにスライド摩擦し、スライド過程において接触面積を変化させ、被検体の表面を帯電させることであり、
あるいは、前記被検体が第1の電極層に対して移動することは、具体的に、被検体が第1の電極層に対して移動し、常に第1の電極層と接触しなく、前記被検体自身が帯電することであることを特徴とする請求項22に記載のセンシング方法。 - 静電誘起による発電機であって、前記発電機は第1の部品及び第2の部品を含み、
前記第1の部品は帯電しており、
前記第2の部品は、1つの第1の電極層と、それと協働する1つの第2の電極層とからなり、前記第1の電極層及び第2の電極層は間隔を置いて設置され、かつ電気的に接続されており、
前記第1の部品は前記第2の部品の第1の電極層に対して移動し、前記第1の電極層における、前記第1の部品に帯電する電荷の電位を変化させ、静電誘起の作用によって、電荷が第1の電極層と第2の電極層との間に流れ、電流は形成されることを特徴とする発電機。 - 前記第1の部品は、前記第2の部品の第1の電極層と接触して分離し、第1の部品を第2の部品の第1の電極層に対して移動させ、前記第1の部品の表面を帯電させ、
あるいは、前記第1の部品は、前記第2の部品の第1の電極層と互いにスライド摩擦し、摩擦過程において接触面積を変化させ、第1の部品を第2の部品の第1の電極層に対して移動させ、前記第1の部品の表面を帯電させ、
あるいは、第1の電極層と接触する前に、前記第1の部品は予め帯電していることを特徴とする請求項24に記載の発電機。 - 前記第1の部品の、前記第1の電極層と互いに接触可能な表面の形状及びサイズは相当していることを特徴とする請求項25に記載の発電機。
- 前記第1の部品と第2の部品の第1の電極層とが互いにスライドする表面は全てスムーズで平滑な表面であり、又は、全て凹凸構造の非平坦な表面であることを特徴とする請求項25に記載の発電機。
- 前記第1の部品と第1の電極層とが互いに接触可能な2つの表面のうちの少なくとも1つの表面に、物理又は化学的変性処理を施すことを特徴とする請求項25に記載の発電機。
- 前記第1の部品の、前記第1の電極層と接触可能な表面の材料は、絶縁材料又は半導体材料であることを特徴とする請求項25乃至28のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記第1の部品は前記第2の部品のいずれかの電極層に接触しなく、前記第1の部品は帯電物体であることを特徴とする請求項24に記載の発電機。
- 前記第1の部品の、第1の電極層の表面における投影サイズ及び形状は、第1の電極層のサイズ及び形状に相当していることを特徴とする請求項24又は30に記載の発電機。
- 前記第1の部品は、エレクトレット材料であることを特徴とする請求項30又は31に記載の発電機。
- 摩擦層を更に含み、前記第2の部品の第1の電極層は前記摩擦層の下面に貼り付けられることを特徴とする請求項24に記載の発電機。
- 前記摩擦層の材料は絶縁材料又は半導体であり、前記摩擦層の厚さ範囲は、10nm〜5cmであることを特徴とする請求項33に記載の発電機。
- 前記第1の部品は、前記摩擦層の上面と接触して分離し、第1の部品を第2の部品の第1の電極層に対して移動させ、前記第1の部品の表面を帯電させ、
あるいは、前記第1の部品は、前記摩擦層の上面と互いにスライド摩擦し、摩擦過程において接触面積を変化させ、第1の部品を第2の部品の第1の電極層に対して移動させ、前記第1の部品の表面を帯電させることを特徴とする請求項33又は34に記載の発電機。 - 前記第1の部品の、前記摩擦層と互いに接触可能な表面の形状及びサイズは相当していることを特徴とする請求項35に記載の発電機。
- 前記第1の部品の、摩擦層と互いにスライドする表面は全てスムーズで平滑な表面であり、又は、全て凹凸構造の非平坦な表面であることを特徴とする請求項35に記載の発電機。
- 前記第1の部品と第1の電極層とが互いに接触可能な2つの表面のうちの少なくとも1つの表面に、物理又は化学的変性処理を施すことを特徴とする請求項35に記載の発電機。
- 前記第1の部品の、前記摩擦層と互いに接触可能な2つの表面の材料は絶縁材料、半導体又は導体材料であり、前記第1の部品の、前記摩擦層と互いに接触可能な2つの表面の材料に電極配列のばらつきがあることを特徴とする請求項34乃至38のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記第1の部品は、前記摩擦層及び第2の部品と接触しなく、前記第1の部品は帯電物体であることを特徴とする請求項33又は34に記載の発電機。
- 前記第1の部品の、第1の電極層の表面における投影サイズ及び形状は、第1の電極層のサイズ及び形状に相当していることを特徴とする請求項40に記載の発電機。
- 前記第1の部品は、エレクトレット材料であることを特徴とする請求項40又は41に記載の発電機。
- 分離層を更に含み、前記分離層は、前記第2の部品の第1の電極層及び第2の電極層を分離し、両者を分離させて所定の相対位置を保持することを特徴とする請求項24乃至42のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記分離層の材料は絶縁体材料であることを特徴とする請求項43に記載の発電機。
- 前記第2の部品の第1の電極層及び第2の電極層は、いずれも前記分離層に嵌め込まれ、少なくとも第1の電極層の上面に前記分離層を露出し、
あるいは、前記分離層は、前記第1の電極層及び/又は第2の電極層を全て被覆し、
あるいは、前記分離層及び前記第2の部品の2つの電極層は、積層するように設置され、第2の部品の第1の電極層及び第2の電極層はそれぞれ分離層の上下面に設置されることを特徴とする請求項42又は43に記載の発電機。 - 前記絶縁材料は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリジメチルシロキサン、ポリイミド、ポリジフェニルプロパンカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アニリンホルムアルデヒド樹脂、ポリホルムアルデヒド、エチルセルロース、ポリアミド、メラミンホルムアルデヒド、ポリエチレングリコールスクシナート、セルロース、セルロースアセテート、ポリエチレングリコールアジペート、ポリフタル酸ジアリル、再生繊維スポンジ、ポリウレタンエラストマー、スチレンプロピレンコーポリマー、スチレンブタジエンコーポリマー、人造繊維、ポリメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリイソプチレン、ポリウレタンフレキシブルスポンジ、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルブチラール、フェノール樹脂、クロロプレンゴム、ブタジエンプロピレンコーポリマー、天然ゴム、ポリアクリロニトリル、ポリ(塩化ビニリデン-co-アクリルニトリル)、ポリエチレンビスフェノールカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、液晶高分子ポリマー、ポリクロロプレン、ポリアクリロニトリル、ポリジフェノールカーボネート、塩化ポリエーテル、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル及びパリレン、羊毛及びその織物、蚕糸及びその織物、紙、綿及びその織物、ポリウレタンエラストマー、木材、硬化ゴム、アセテートという材料の1種又は複数種であることを特徴とする請求項28、39又は44に記載の発電機。
- 前記半導体材料は、ケイ素、ゲルマニウム、第III及び第V族化合物、第II及び第VI族化合物、III-V族化合物及びII-VI族化合物からなる固溶体、非晶質のガラス半導体、有機半導体、非導電性の酸化物、及び複雑な酸化物半導体という材料の1種又は複数種であることを特徴とする請求項28又は39に記載の発電機。
- 物理的変性を施した前記表面の一部又は全部にミクロン又はサブミクロンレベルの微小構造アレイが分布されることを特徴とする請求項28又は38に記載の発電機。
- 化学的変性を施した前記表面の全部又は一部に、ナノメートル、ミクロン又はサブミクロンレベルの微小構造が分布され、前記微小構造は、ナノワイヤ、ナノチューブ、ナノ粒子、ナノ棒、ナノ花、ナノ溝、ミクロン溝、ナノコーン、ミクロンコーン、ナノボール及びミクロンボール構造、及び前記構造から形成されるアレイから選択されることを特徴とする請求項28又は38に記載の発電機。
- 前記第1の電極層及び第2の電極層の材料は、金属または酸化インジウム・スズITO、FTO又は導電高分子材料であることを特徴とする請求項24乃至47のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記第1の部品、第1の電極層及び/又は第2の電極層はフレキシブル材料であることを特徴とする請求項24乃至32のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記第1の部品、第1の電極層、第2の電極層及び/又は摩擦層はフレキシブル材料であることを特徴とする請求項33乃至42のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記分離層はフレキシブル材料であることを特徴とする請求項43乃至52のいずれか1項に記載の発電機。
- 静電誘起による発電方法であって、請求項24〜53のいずれか1項に記載の発電機を適用し、
前記第1の部品が第1の電極層に対して移動し、第1の電極層における、第1の部品に帯電する電荷の電位を変化させるステップと、
前記第1の電極層と第2の電極層との間に電荷流れを発生して電流を形成するステップと、を含むことを特徴とする発電方法。 - 前記第1の部品が第1の電極層に対して移動することは、具体的に、第1の部品と第1の電極層との表面が接触して分離し、第1の部品を帯電させることであり、
あるいは、前記第1の部品が第1の電極層に対して移動することは、具体的に、第1の部品と第1の電極層の表面とが互いにスライド摩擦し、スライド過程において接触面積を変化させ、第1の部品の表面を帯電させることであり、
あるいは、前記第1の部品が第1の電極層に対して移動することは、具体的に、第1の部品が第1の電極層に対して移動し、常に第1の電極層と接触しなく、前記第1の部品が帯電することであることを特徴とする請求項54に記載の発電方法。
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