2022作品
綠能減碳多功能仿生自供電自行車系統
作品簡介
本作品為自供電的自行車行車指示系統,利用綠色能源TENG,基於摩擦起電和靜電感應效應將行車時的機械能源轉換為系統所需的電能。同時將仿生結構應用於TENG,增加其耐磨的特性,提高發電機的壽命和效能。TENG由兩非導體材料(摩擦層),在各摩擦層背面貼附一層金屬作為電極所組成。摩擦層相互接觸時,在表面產生靜電,而背面電極產生感應電荷。經由接觸和分開的過程,造成電場的變化,促使電子在電極中移動以平衡電場,進而產生電流輸出。本作品包含了三個子系統,分別是前行指示系統,煞車警示系統,以及方向變換警示系統。前兩者均使用最大輸出的常用薄膜組合,鐵氟龍(PTFE)和仿生蛇皮複合薄膜,該薄膜由角蛋白與聚乙烯醇以一定比例混成,同時在薄膜上二次翻模,賦予一層具極度抗磨損能力的仿生蛇皮結構;後者則使用高生物相容性且對人體皮膚無刺激性的矽膠(Ecoflex)。前行指示系統是在自行車輪框上安裝帶摩擦薄膜的轉子與定子,踩動踏板使兩表面高速旋轉摩擦,產生高頻的輸出,在前行時持續點亮前行指示燈。剎車警示系統則在煞車夾器上的煞車皮以及前後輪框均貼上摩擦薄膜,當減速或急停時,兩者相互接觸摩擦而點亮剎車指示燈,警示後方來車。方向變換警示系統則在握把上貼上矽膠,經由人體皮膚輕拍左右握把,使左或右方向燈發亮,提醒後方駕駛自行車欲前進的方向。