高耐久ナイロン自己発電デバイスが高圧下でも発電を実現(‘Incredibly resilient’ nylon device creates electricity under tonnes of pressure)

2026-02-20 ロイヤルメルボルン工科大学(RMIT)

オーストラリアの RMIT University の研究チームは、柔軟かつ耐久性の高いナイロン薄膜デバイスを開発し、圧縮(押される力)から継続的に電気を生成する技術を実証した。通常、圧力から電気を生む「圧電効果」はクォーツやセラミックスなどの材料で知られるが、プラスチックでは脆さが課題だった。研究チームは高周波の音波振動と電場を組み合わせて、産業用ナイロン-11の分子構造を整列させることで、圧力を受けるたびに電気を発生させる柔軟で頑強なフィルムを実現した。このデバイスは折り曲げ、引き伸ばし、さらには車で何度も踏んでも壊れずに発電を続けるという高い耐久性を持つ。将来的には 道路埋設型の自己発電センサー やウェアラブル設備、スマートインフラへの応用が期待される。研究成果は『Nature Communications』に掲載された。

高耐久ナイロン自己発電デバイスが高圧下でも発電を実現(‘Incredibly resilient’ nylon device creates electricity under tonnes of pressure)
PhD researcher Robert Komljenovic holds the tough and flexible nylon film developed at RMIT University that generates electricity when bent, pressed or compressed. Credit: Will Wright, RMIT University

<関連情報>

堅牢で高圧電性のナイロン11フィルムの電気音響配向 Electroacoustic alignment of robust and highly piezoelectric nylon-11 films

Robert Komljenovic,Yemima Ehrnst,Peter C. Sherrell,Amgad R. Rezk & Leslie Y. Yeo
Nature Communications  Published:29 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-66389-1

Abstract

Nylon-11—a common and widely used material, is a promising non-fluorinated piezoelectric polymer given its mechanical strength, chemical stability and elasticity. Nevertheless, it typically possesses low piezoelectric performance, which severely limits its use for energy generation applications. Here, we demonstrate the synthesis of highly aligned, piezoelectric nylon-11 films through an energy-efficient (≈1–5 Wh), single-step platform that facilitates the electroacoustic coupling associated with MHz-order nanoscale vibrations during the crystallisation process. Uniquely, such coupling allows the simultaneous induction of (i) nylon’s piezoelectric -phase, (ii) long-range crystalline ordering, (iii) an ordered hydrogen-bonded network, and (iv) dipole alignment, which we directly probe using time-resolved operando synchrotron grazing-incidence wide-angle X-ray scattering and high-resolution infrared spectroscopy. We show that the material produces a piezoelectric voltage coefficient (g33 = 427 × 10−3 Vm N−1) that surpasses the performance of all piezoelectric polymers reported to date. The film’s exceptional mechanical resilience is evident from its stable performance over 20,000 compression cycles at 50 N and its ability to withstand vehicular loads.

0403電子応用
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