英國《科學》雜志不久前報道，美國佐治亞理工學院教授、中國國家納米科學中心海外主任王中林等成功地在納米尺度范圍內(nèi)將機械能轉(zhuǎn)換成電能，研制出世界上最小的氧化鋅納米線發(fā)電機。
國際納米技術(shù)領(lǐng)軍人物、哈佛大學教授Charles Lieber說，“該工作極其令人振奮，它提出了解決納米技術(shù)中一個關(guān)鍵問題的方案，那就是如何為許多研究組發(fā)明的納米器件提供電力的問題。王教授利用他首創(chuàng)的氧化鋅納米線將機械能轉(zhuǎn)化為電能，在這個問題上他顯示了巨大的創(chuàng)造性。”
納米器件因為具有尺寸微小、功耗小，反應(yīng)靈敏等獨特優(yōu)勢，一直是納米學術(shù)界前沿的研究領(lǐng)域，而要真正讓這些微小的器件工作起來，就必須給它們輸入電能，只有實現(xiàn)了自帶電源的納米器件，才是真正意義上的納米系統(tǒng)。先前的研究大多只集中于納米器件本身，而沒有考慮為其輸入電源的問題。
發(fā)電需要能量，而人在走路、呼吸時都會產(chǎn)生能量，能否將人體自身產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為納米器件所需要的電能呢？王中林教授想到了這個主意，他說：“如果有一種微型的裝置能將生物體內(nèi)的生物能量轉(zhuǎn)化為電能輸送給納米器件，同步實現(xiàn)器件和電源的小型化，是最為最理想的事。”
這個想法很快被付諸實施。利用氧化鋅納米線的獨特性質(zhì)，王中林在原子力顯微鏡下研制出將機械能轉(zhuǎn)化為電能的納米發(fā)電機，發(fā)電效率達到了17%—30%，完美地實現(xiàn)了納米尺度的發(fā)電功能，為自發(fā)電的納米器件奠定了物理基礎(chǔ)。
“這是我在這個研究領(lǐng)域10多年最讓我激動的發(fā)明。”王中林認為，它一定會掀起整個納米學科界對納米電源研究的熱潮。
王中林相信，納米發(fā)電機在生物醫(yī)學、軍事、無線通信和無線傳感等方面都將有廣泛的重要應(yīng)用。他說：“這一發(fā)明可以整合納米器件，實現(xiàn)真正意義上的納米系統(tǒng)。它可以收集機械能，比如人體運動、肌肉收縮，血液流動等所產(chǎn)生的能量；震動能，比如聲波和超聲波產(chǎn)生的能量；流體能量，比如體液流動、血液流動和動脈收縮產(chǎn)生的能量，并將這些能量轉(zhuǎn)化為電能提供給納米器件。這一納米發(fā)電機所產(chǎn)生的電能足夠供給納米器件或系統(tǒng)所需，從而讓納米器件或納米機器人實現(xiàn)能量自供。 |
