在1897年,尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）的“最神奇的實現(xiàn)普遍傳遞力量的方法”上了新聞頭條，并引發(fā)了紐約長島著名的特斯拉塔（The Tesla Tower）的初步建設（即一個一直未完成直徑68英尺，身高187英尺巨形巨人）。一百二十年后，克萊姆森納米材料研究所（Clemson Nanomaterials Institute）的研究團隊現(xiàn)在研制出一種基于新型石墨烯和聚乳酸的3D打印納米復合材料的無線電力傳輸設備，該設備優(yōu)于特斯拉（Tesla）模型。 該設備是第一臺可以無線傳輸?shù)目稍偕茉窗l(fā)電機, 最大的特點就是經(jīng)手指點擊產(chǎn)生2400V的電場，而且可以傳輸3米以上的二進制代碼。

能量對稱

根據(jù)開發(fā)可再生能源的環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展動力，克萊姆森的研究人員熱衷于確定一種地球豐富，可生物降解和可回收利用的材料。 材料的摩擦或壓電性質由材料的晶體學對稱性決定，并且當晶格具有對稱中心時材料性能消失。 然而，克萊姆森研究小組繼日本研究人員先前研究成果的基礎上，顯示他們可以通過在其化學結構中添加極化分子到不對稱碳原子來消除生物聚合物的對稱中心。

研究人員所期望理想的材料是來源植物和可生物降解的，并且含有兩個不對稱碳原子。而聚乳酸具有這樣特點。 然而，對于應用于TENG器件PLA電阻太高，因此研究人員使用石墨烯作為填充劑來生產(chǎn)納米復合材料，以便在3D打印的無線TENG中與高度負電聚合物特氟龍結合。

研究者們

Podila和他的同事們解釋到：“我們對高電壓的產(chǎn)生并不感到意外，但是我們對能夠在沒有周圍環(huán)境干擾的情況下發(fā)送和接收無線信號這一發(fā)現(xiàn)感到興奮，如WiFi，手機，電源插座等。”他們將他們的設備應用于在一系列家用電器上的能量采集和傳輸能力上，即智能色調窗戶，相框，LED顯示屏和一個通話鈴/安全警報。

無線發(fā)電機的展望

3D打印允許廉價的可擴展制造具有以提高效率為目的的不同的圖案，并且具有多個無線發(fā)電機層串聯(lián)的無線發(fā)電機器件。它還為未來將器件制造與汽車，紡織和電子行業(yè)整合在一起創(chuàng)造了的機會。

該設備的一個令人興奮的應用程序是一個智能路徑，其可以利用人們走路來提供機械能。 能源清理走廊聽起來可能像科幻小說，但研究人員已經(jīng)將技術專利化，并設想與工業(yè)合作伙伴密切合作，在未來兩三年內將其推向市場。

研究人員目前正在開發(fā)一種“超越石墨烯”的二維片狀材料以擴大W-TENG的其他潛在用途，包括低功率激光器，光電探測器和沒有電源插座要求的生物傳感器。 研究人員將這種“切斷繩索”的方法描述為“在沒有可靠的電力的情況下改善低收入和中等收入國家醫(yī)療保健的需要”。

研究人員現(xiàn)在正在開發(fā)“超越石墨烯” 的更具有環(huán)境友好性能的二維片狀材料，以替代具有高的電導率的Teflon。未來的工作方向還包括為家庭安全應用而開發(fā)的特定用戶的“指紋”敏感的W-TENG。 其中，合作者Sai Sunil Kumar Mallineni和Herbert Behlow專注于W-TENG生物傳感器的開發(fā)，而董永昌和Apparao Rao和Ramakrishna Podila正在開發(fā)替代Teflon的新材料。