基于软物质巨磁弹性效应的环境声能采集技术

来自某研究团队的研究人员针对环境声能（如语音、音乐）回收效率低的难题，开发了基于软物质巨磁弹性效应（giant magnetoelastic effect）的声能采集器。该柔性发电机通过磁弹性耦合与喷涂磁预取向技术，实现了宽频段（0-900 Hz）声能向电能的高效转化，短路电流密度达98 μA cm?2（内阻300 Ω），性能较现有技术提升百倍。其本质防水防尘特性突破了传统封装限制，为可持续能源系统提供了可扩展的解决方案。

　　

环境声波（如人声、音乐）作为低能量密度的可再生能源长期未被有效利用。这项研究创新性地利用软物质系统中的巨磁弹性效应（giant magnetoelastic effect），开发出可拉伸的磁弹性发电机。通过喷涂磁预取向工艺，该装置能将多方向声波振动转化为电能，工作频段覆盖0-900 Hz，短路电流密度高达98 μA cm^?2，内阻仅300 Ω，性能指标较传统声能采集技术提升两个数量级。

更引人注目的是，该发生器具有本质防水防尘特性，在潮湿或多尘环境中无需额外封装即可稳定工作。其核心创新在于将磁致伸缩材料（magnetostrictive materials）与柔性基底结合，通过磁场预取向优化磁畴排列，使得声波引起的微小形变即可引发显著磁通量变化，经电磁感应转化为高密度电流。实验显示，该装置对60分贝环境噪声的转化效率较压电材料提升显著，且在800次拉伸循环后仍保持90%以上性能。

这项技术为水下监测设备、可穿戴电子等场景提供了革命性的供能方案，其模块化设计允许通过阵列扩展实现千瓦级功率输出。研究者特别指出，该系统的宽频响应特性使其能同时捕获不同频率的环境声波，包括人声（85-255 Hz）和交通噪声（50-500 Hz），为城市能量回收开辟了新途径。