技术使用微型风车为手机充电

SmithaRao和J.-C.Chiao设计并制造了最宽处约1.8毫米的装置。一粒米饭可以容纳大约10个这样的小型风车。数以百计的风车可以嵌入手机套中。通过在空中挥动手机或在刮风天将其保持在打开的窗户而产生的风将产生可由手机电池收集的电力。

Rao在微型机器人设备方面的工作最初提升了一家台湾公司的兴趣，让Rao和Chiao集体讨论新型器件的设计和应用，以及该公司独特的制造技术，这些技术在半导体行业中因其可靠性而闻名。

“当我们展示工作设备的演示视频时，公司对微风车的想法感到非常惊讶，”Rao说。“对于他们和他们的投资者来说，这是完全不同寻常的事情。”

Rao的设计将折纸概念融入传统的晶圆级半导体器件布局中，因此复杂的3-D可移动机械结构可以利用平面多层电镀技术从二维金属片自组装，这些技术已由台湾制造的WinMEMSTechnologiesCo.优化最初对Rao的工作感兴趣的代工厂。

“微型风车运转良好，因为金属合金具有弹性，而Smitha的设计遵循极简主义的功能。”乔说。

WinMEMS对微机电系统研究产生了兴趣，并开始与UTArlington建立合作关系。2013年，公司代表多次访问UT阿灵顿团队，讨论合作事宜。

已经为UTArlington建立了一项协议，以保留知识产权，同时WinMEMS探索商业化机会。UTArlington申请了临时专利。

目前，WinMEMS已经在其网站和公开演示中展示了UTArlington的作品，其中包括微型风车，齿轮，电感器，弹出式开关和夹具。所有这些部件都是人类头发直径的一小部分。

这些发明对于构建可用作手术工具的微型机器人，探索灾难区域的传感机器或组装微型机器的制造工具至关重要。

“首先被一家国际公司注意到，第二次在这样的事情上工作，你可以立即看到它是如何被使用的，这是非常令人欣慰的，”Rao说，她于2009年在UT阿灵顿获得博士学位。“但是，我认为我们只是在如何使用这些微型风车上表面。”

微型风车于2013年9月在Chiao实验室成功测试。由于耐用的镍合金和智能空气动力学设计，风车在强烈的人造风下运行，材料没有任何破裂。

“大多数MEMS设计人员面临的问题是材料过于脆弱，”Rao说。“使用镍合金，我们没有同样的问题。它们非常非常耐用。”

微型风车可以使用批处理工艺制成阵列。制造一个器件的制造成本与在单个晶片上制造数百或数千个相同，这使得能够大规模生产非常便宜的系统。

“想象一下，它们可以便宜地制造在便携式电子产品的表面上，”Chiao说，“所以你可以将它们放在你的智能手机的袖子上。当手机电池没电时，你需要做的只是放在袖子上，将手机在空中挥动几分钟，然后再次使用手机。“

Chiao说，由于尺寸小，可以制造带有数千个风车的平板，并安装在房屋或建筑物的墙壁上，以获取照明，安全或环境感应和无线通信的能量。

他补充说，看到他的前任学生取得成功并帮助将创新推向市场已经令人满意。

“看到一家公司认识到并寻找你的专业知识，就说明了阿灵顿对世界的意义，”他自豪地说道。

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