密歇根州立大学 信用:CC0公共领域 熊史莫基说只有你能防止野火，但是如果史莫基有高科技的后援呢？在一项新的研究中，密歇根州立大学的一组科学家设计并制造了一个远程森林火灾探测和报警系统，该系统的动力来源于树木在风中的运动
正如《高级功能材料》杂志所详细报道的那样，这种被称为MC-TENG的装置——多层圆柱形摩擦电纳米发电机(TENG)的简称——通过从悬挂它的树枝的零星运动中收集能量来发电
“据我们所知，这是这种新型MC-TENG作为森林火灾探测系统的第一次展示，”第一作者曹长勇说，他是MSU包装学院软机械和电子实验室的负责人，也是包装学院和机械工程、电气和计算机工程系的助理教授
他说:「自供电感应系统可持续监察火警及环境情况，而无须在部署后进行维修。」
对曹和他的团队来说，近年来发生在美国西部、巴西和澳大利亚的悲惨森林火灾是这项新技术背后的驱动力
曹认为，对森林火灾的早期和快速反应将使灭火任务更加容易，大大减少财产和生命的损失和损害
传统的森林火灾探测方法包括卫星监测、地面巡逻、瞭望塔等，这些方法效率低，但劳动和财务成本高
当前的远程传感器技术越来越普遍，但主要依靠电池技术供电
“虽然太阳能电池已经被广泛应用于便携式电子设备或自供电系统，但在森林中安装太阳能电池是一项挑战，因为森林覆盖着茂密的树叶，”合著者、曹实验室博士后助理彭耀坤说
TENG技术通过摩擦电效应将外部机械能(如树枝的运动)转化为电能，摩擦电效应是一种现象，即某些材料在与之前接触的第二种材料分离后会带电
最简单的TENG装置由两个由独特材料制成的圆柱形套筒组成，这两个套筒相互配合
芯套管从上方锚定，而底部套管可自由上下滑动并左右移动，仅受弹性连接带或弹簧的约束
当两个套筒移动不同步时，间歇性的接触丢失会产生电能
三菱东京配备了几个分层摩擦电层，增加了电力输出
该微型超级电容器将偶尔产生的电流储存在一个基于碳纳米管的微型超级电容器中
研究人员选择这种技术是因为它的快速充电和放电时间，允许该设备仅在短暂但持续的阵风下充分充电
“在非常低的振动频率下，MC-TENG可以在不到三分钟的时间内有效地发电，为连接的超级电容器充电，”曹说
研究人员为最初的原型配备了一氧化碳和温度传感器
增加温度传感器是为了降低二氧化碳读数出现假阳性的可能性
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