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基于废旧塑料袋的摩擦纳米发电机应用研究及前景展望闫晓冉1,杨东方2,黄振兴3
1 青岛大学威海创新研究院电气工程学院，青岛 266000，中国 2 西安交通工程学院，西安 710300，中国 3 青岛海尔洗衣机有限公司，青岛 26000，中国 * 电子邮件：wkwj888@163.com 收稿日期：2022 年 9 月 13 日 / 接受日期：2022 年 11 月 13 日 / 发表日期：2022 年 11 月 30 日 塑料制品产量不断增加和回收利用不足，导致白色污染问题困扰全球，严重影响了生态环境、海洋生物和排水系统。此外，低功耗电子设备的广泛应用使功耗成为不可忽视的因素。因此，回收废弃的塑料袋作为摩擦纳米发电机（TENG）的摩擦材料，收集日常生活中的机械能并将其转化为持续稳定的电能，可以同时缓解白色污染和能耗两大问题。此外，利用TENG构建的自供电系统在驱动低功耗电子产品、环境监测、可穿戴设备等方面有着巨大的潜力。据此，本文概述了白色污染的概况、TENG的理论起源、工作原理和理论模型，分析了利用废旧塑料袋制造TENG的可行性，以及该自供电传感系统的应用进展，并对未来进行了展望。关键词：摩擦纳米发电机；自供电系统；废旧塑料袋；TENGs 1.引言
火星：新见解和未解问题
1 中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室，北京，中国；2 新墨西哥大学地球与行星科学系，美国新墨西哥州；3 雅典国立技术大学矿业与冶金工程学院地质科学系，希腊雅典；4 生命化学演化研究人员网络，英国利兹；5 澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室，中国澳门特别行政区；6 加州理工学院喷气推进实验室火星计划办公室，美国加利福尼亚州帕萨迪纳；7 概念理论创意部门，美国佛罗里达州迈阿密 33131；8 莱斯特大学物理与天文学院空间研究中心，英国莱斯特 LE17RH；9 欧洲空间局载人与机器人探索中心（HRE/ESA），欧洲空间研究与技术中心（ESTEC），荷兰诺德维克； 10 爱丁堡大学物理与天文学院 James Clerk Maxwell 大楼，Peter Guthrie Tait 路，爱丁堡 EH9 3FD，英国；11 美国国家航空航天局艾姆斯研究中心，加利福尼亚州山景城 94035，美国；12 萨斯喀彻温大学药学与营养学院，加拿大；13 贝尔法斯特女王大学生物科学学院全球粮食安全研究所，19 氯花园，贝尔法斯特 BT9 5DL，英国；14 美国普林斯顿大学天体物理科学系和普林斯顿等离子体物理实验室；15 卡尔顿大学机械与航空航天工程系，加拿大安大略省渥太华；16 捷克科学院 J. Heyrovsky 物理化学研究所，捷克共和国布拉格；17 山东大学（威海）空间科学研究所，中国山东省；18 日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA)，日本东京； 19 匈牙利布达佩斯天文与地球科学研究中心；20 希腊雅典全球商业应用有限公司，GRC（治理、风险与合规）；21 中国科学院国家空间科学中心 NSSC，中国北京；22 德国柏林 DLR 行星研究所；23 香港大学，中国香港，北京；24 意大利罗马第一大学生物与生物技术系；25 英国米尔顿凯恩斯开放大学物理科学学院；26 意大利维泰博图西亚大学生态与生物科学系；27 印度艾哈迈达巴德印度空间研究组织物理研究实验室；28 美国圣路易斯华盛顿大学地球与行星科学系和麦克唐纳空间科学中心；29 德国波鸿鲁尔大学福音神学系
种植园能源：从奴隶劳动到机器训练
一台厌倦世事、重获生机的轧棉机马达在玻璃柜中旋转，其预期的工业轰鸣声被外壳底部的消声泡沫吸收。这台机器是凯文·比斯利 (Kevin Beasley) 的作品《一片风景：轧棉机马达，2012-18 年》（图 1）的核心，该作品于 2019 年春季在纽约惠特尼美国艺术博物馆展出。在柜子里，比斯利放置了十几个麦克风，将这台庞大机器的噪音传递到隔壁的房间。在那里，感官体验被颠倒了：墙壁是黑暗的，衬有吸音垫，表演时会以各种颜色亮起；电线通向后墙摆放的合成器；高保真扬声器将马达放大的现场直播声音填满整个房间；观众坐在长凳或地板上，沉浸在机械的音景中。声音和视觉分离后，马达的缺席可以理解为人们同意将其噪音当作音乐来享受。这样，A 的观点激发了人们对黑人音乐表达的批判性反思，这种音乐表达是以黑人的社会边缘化为条件的。1 然而，比斯利拒绝将马达的声音挪用来表达音乐的崇高；他几乎没有调整其工业轰鸣声。相反，马达的现成时间和空间——它从 1940 年到 1973 年为阿拉巴马州的轧棉机提供动力——被允许进入博物馆的白色墙壁。马达不仅仅是一种乐器，它更是一种存储设备，其非人的节奏让人回想起种植园的积累历史，其错位表明它代表了种植园的第一批技术：黑奴在监工鞭子的威胁下像机器一样工作。A 的观点呼吁人们关注种族奴隶制和工业化之间的交易，这种交易在 19 世纪帮助种族资本主义实现技术转型的科学和工程努力中被广泛否认。在本文中，我旨在通过 Beasley 的作品提供的种植园的时间位移来重新连接这段历史。这种方法试图解决 Ian Baucom 所说的跨大西洋奴隶制时代“在当下的货舱中积累”的问题。2 通过以这种方式构建种植园景观的时间性，我们可以看到工业时代如何以不间断的链条继承了奴隶制对人类的技术使用。蒸汽机、电动机和黑奴通过它们的使用参数联系在一起——作为设备、作为种植园主改善土地的假肢、作为将能量转化为机械运动、将运动转化为利润的动力源。身体和机器通过它们提供的力量进行工作和为种植园运营提供动力而联系在一起，这种力量在 19 世纪的物理学中被量化为一种抽象且可转换的能量概念。正是通过这种能量的概念化，我追踪了
萨缪尔与乔纳森之书摘要
《撒母耳记上》记述了以色列从士师制转变为君主制的过程，其中的关键人物有撒母耳、扫罗和大卫。本章摘要将引导您了解关键事件和主题，让您深入了解这一基础圣经叙事。哈拿是一位无子女的女子，是书中的第一位人物，她热切地祈求上帝赐予她儿子，上帝回应了她的祈求。她的儿子撒母耳献身于示罗圣殿侍奉上帝。故事接着讲述了撒母耳在圣殿侍奉并学会辨别上帝的声音的过程。故事的关键时刻是撒母耳听到一个声音在呼唤他的名字，他最初以为是以利。他最终得知是主在跟他说话。这次相遇标志着撒母耳开始担任以色列人的先知和领袖。以利的家庭陷入腐败，上帝回应撒母耳，告诉撒母耳要接受审判。与此同时，非利士人向以色列人发动战争，但最终败给了使用约柜的以色列人。非利士人将约柜归还给以色列人，但遭受了严重的不幸，直到七个月后他们决定再次归还约柜。约柜归还后，一些以色列人因不敬地凝视约柜而被杀。撒母耳呼吁以色列人悔改并回归上帝，上帝赐予他们战胜敌人的胜利。撒母耳在米斯巴建立了一个礼拜中心，并担任以色列人的审判官。撒母耳对人们的要求很生气，认为这是上帝说不的方式。但他告诉上帝他们这么说，上帝说答应它，但做起来要难过。上帝告诉撒母耳，他有一位新国王要来，一个名叫扫罗的人，来自便雅悯部落。撒母耳找到了扫罗，用特殊的油让他成为国王。他还告诉扫罗要相信上帝。撒母耳召集所有以色列人到米斯巴，用石头决定谁将成为国王。他们认为扫罗不够好，因为他的长相，但他通过拯救他们免受坏人的伤害，表明他是一位领导者。然后撒母耳提醒他们与上帝的交易。亚扪人追击一座城市，人们很害怕。但扫罗来了，拯救了他们。他变得非常受欢迎，现在每个人都知道他是国王。撒母耳老了，他向以色列人告别，提醒他们上帝以前为他们做过一些很酷的事情，并告诉他们不要做坏事，否则上帝会离开他们。他说只有上帝才能造就好的领袖。然后非利士人来了，扫罗很生气，因为撒母耳没有准时出现，所以他亲自献祭。这让上帝很难过。扫罗的儿子乔纳森通过攻击非利士人做了一件大事，但扫罗让他保证在他们获胜之前不吃饭。这让以色列人很难获胜。上帝告诉扫罗要杀死所有亚玛力人，但扫罗只做了一半，并留下了一些财宝。这让上帝非常伤心，撒母耳说他拒绝了扫罗做国王。然后上帝说撒母耳去从耶西家找新国王，他选了最小的儿子大卫。但扫罗仍然认为自己是国王，尽管上帝拒绝了他。这让他和大卫之间产生了矛盾。大卫虽然处于劣势，但他用一块石头战胜了歌利亚，扭转了战局，使以色列人占了上风。然而，这场胜利激起了扫罗心中的嫉妒，导致他无情地追捕大卫。大卫被迫逃命，在各个地方寻求庇护，包括非利士国王亚吉的宫廷。尽管危险重重，大卫还是和扫罗的儿子乔纳森建立了深厚的友谊，这种友谊建立在相互尊重和忠诚的基础上。大卫和他的手下在挪伯寻求食物和保护，在那里他们遇到了亚希米勒，他为他们提供了圣饼和歌利亚的剑。后来，大卫继续前往迦特，假装疯了以避免被发现。他在非利士人中找到了暂时的避难所，但很快就吸引了一群对扫罗的统治感到失望的流亡者和战士。与此同时，扫罗下令屠杀挪伯的祭司，认为他们帮助了大卫。然而，大卫得知非利士人正在威胁基伊拉，决定保卫这座城市。在成功击退袭击后，他意识到自己的出现使无辜的市民处于危险之中，于是再次选择逃跑。扫罗进入一个洞穴，不知情的情况下为大卫和他的手下提供了庇护。大卫有机会杀死扫罗，但他却饶了他一命，表现出对权威的尊重和不愿对抗上帝所膏立的国王。富有的地主拿八拒绝为大卫提供食物。拿八聪明勇敢的妻子亚比该主动向大卫运送物资，为丈夫的行为道歉，并请求他的怜悯。拿八死后，亚比该成为大卫的妻子，进一步巩固了他与人民的联系。大卫应对了危险的联盟和环境。他发现扫罗和他的军队在旷野扎营，促使大卫在夜间潜入营地。他没有杀死扫罗，而是拿走了矛和水罐，让他毫发无损。这一事件成为大卫与扫罗对峙的催化剂，强调了他不懈的追捕，并呼吁扫罗讲理。大卫感到扫罗的压力，向迦特的非利士王亚吉寻求庇护。亚吉将大卫和他的手下派往洗革拉，希望利用他们的绝望，并可能让他们反对扫罗。这标志着大卫旅程的关键点，因为他要应对复杂的政治联盟和道德困境。扫罗急需指引，于是违背了上帝的命令，咨询了隐多珥的灵媒，灵媒召唤了撒母耳的灵魂。先知向扫罗传达了一个严厉的信息，预示着他的失败和死亡。这一集突出了扫罗的绝望和与上帝日益疏远，最终导致他悲惨的垮台。非利士人的领袖们怀疑大卫的忠诚，拒绝让他加入他们的军队对抗以色列。这为大卫提供了一个避免与自己人民交战的机会。在非利士人离开期间，亚玛力人突袭洗革拉，俘虏了妇女和儿童，包括大卫的妻子。在上帝话语的力量下，大卫追击亚玛力人，夺回了他的家人并夺回了战利品，展示了他的领导能力和军事才能。本章以以色列人在基利波山与非利士人作战开始。战争的形势对他们不利，许多人阵亡，包括扫罗的儿子。非利士人毫不留情地追赶扫罗，用箭射伤他。面对失败和被俘，扫罗拒绝被非利士人活捉。他催促拿兵器的人杀死他，但拿兵器的人害怕了。扫罗绝望之下，用自己的刀自杀了。非利士人通过展示扫罗的尸体来展示他们的胜利。基列雅比的居民听说了扫罗的死讯，并得知他的尸体遭到亵渎。他们派出一队人去取回他的尸体，并妥善安葬。本章以居民禁食七天结束，以表示他们对扫罗的哀悼和尊重，尽管他作为国王有缺点和失败。这最后一章标志着扫罗统治的结束，为大卫的崛起奠定了基础。当扫罗准备设宴款待时，大卫和乔纳森制定了一个计划，以确定他父亲对他一生的意图。