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将机械能转化电能 纳米发电机转起来了
2006年4月20日 11:1  来源:人民日报
  怎样为众多纳米器件提供电力,是多年来困扰纳米科研领域科学家的一个关键问题。如今,终于有人为解决这个问题找到了一条新途径。
  
  美国佐治亚理工学院教授、中国国家纳米科学中心海外主任王中林等利用其首创的氧化锌纳米线,将环境中的机械能转化成电能。在他的显微镜下,一台世界上最小的发电机??纳米发电机开始轻快地转动起来。这一成果发表在今年4月14日出版的美国《科学》杂志上。
  
  因为具有尺寸微小、功耗小、反应灵敏等宏观器件所不具有的独特优势,纳米器件研制一直是纳米学术界最前沿、最活跃的研究领域。要让这些微小器件正常工作,必须给它们输入电能。只有实现了自带电源的纳米器件才可视为真正的纳米系统。
  
  人在走路、呼吸时会产生能量,对于那些需要植入人体的微小纳米器件,能否将人体自身产生的能量转化为纳米器件所需要的电能呢?王中林想到了这个主意,他说:“如果有一种微型的装置能将生物体内的机械能转化为电能,输送给纳米器件,同步实现器件和电源的小型化,是最为理想的事。”
  
  王中林和他的博士生宋金会开始实施这个想法。他们利用竖直结构的氧化锌纳米线的独特性质,研制出将机械能转化为电能的纳米发电机,这是目前世界上最小的发电装置。
  
  这台纳米发电机可以收集机械能,比如人体运动、肌肉收缩、血液流动等所产生的能量;震动能,比如声波和超声波产生的能量;流体能量,比如体液流动、血液流动和动脉收缩产生的能量,它所产生的电能足够供给纳米器件或系统所需。更让王中林振奋的是,这一纳米发电机竟然能达到17%?30%的发电效率。“这是我在这个研究领域10多年最让我激动的发明。”王中林认为,这一定会引发整个纳米学界对纳米电源方面研究的巨大热潮。
  
  王中林1982年毕业于西安电子科技大学,现任美国佐治亚理工学院纳米科学和技术中心主任。他同时也是北京大学工学院先进材料和纳米技术系主任、中国国家纳米科学中心海外主任。早在7年前,王中林就认识到氧化锌独特的半导体、光学和生物学性能,具有其它纳米材料不可替代的作用。2001年,他与合作者在《科学》杂志上报告首次合成氧化锌半导体材料带,之后又研制出纳米环、纳米螺旋等器件。他是从1992?2002年这10年间纳米科技论文被引用次数世界个人排名前25位的作者之一。
 
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