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減速機(jī)網(wǎng) 中國科學(xué)家研制出纖維納米發(fā)電機(jī) 減速機(jī)網(wǎng)
來源:減速機(jī)信息網(wǎng)    時間:2008-3-4 11:08:42  責(zé)任編輯:lihongwei  
    美國喬治亞理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系納米技術(shù)專家王中林教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組,最近發(fā)明了一種可以利用運動產(chǎn)生電力的新型纖維,這就是纖維納米發(fā)電機(jī),這是繼前年和去年開發(fā)出直流納米發(fā)電機(jī)之后,中國科學(xué)家的又一次發(fā)明。

    2月14日出版的《自然》雜志發(fā)表文章說,著名材料學(xué)家王中林的研究小組繼前年和去年開發(fā)出直流納米發(fā)電機(jī)之后,在納米發(fā)電領(lǐng)域再次取得突破性進(jìn)展:通過在彈性纖維上生長氧化鋅納米線,他們成功地將纖維的低頻震動轉(zhuǎn)化為電能。

    王中林是國家納米中心海外主任、美國佐治亞理工學(xué)院校董事教授。從2006年開始,王中林小組相繼發(fā)明了納米發(fā)電機(jī)、直流發(fā)電機(jī)。在2006年他首次提出了壓電電子學(xué)(Piezotronics)的概念和新研究領(lǐng)域。由于氧化鋅具有獨特的半導(dǎo)體和壓電性質(zhì),彎曲的氧化鋅納米線能在其拉伸的一面產(chǎn)生正電勢,壓縮的一面產(chǎn)生負(fù)電勢。氧化鋅半導(dǎo)體和金屬電極之間的肖特基勢壘則能控制電荷的積累與釋放,從而實現(xiàn)機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)化,并有效釋放。

    2007年初,基于壓電電子學(xué)原理,王中林研究小組用超聲波帶動納米線陣列運動,研制出能獨立從外界吸取機(jī)械能、并將之轉(zhuǎn)化為電能的納米發(fā)電機(jī)模型。在超聲波帶動下,這種納米發(fā)電機(jī)已能產(chǎn)生上百納安的電流。但是王中林說,目前這種由兩根纖維組成的納米發(fā)電機(jī)的輸出功率還很小,這主要是由于纖維的內(nèi)阻較大以及纖維之間接觸面積較小造成的。目前,他們正努力提高這種基于纖維的納米發(fā)電機(jī)的輸出能量。例如,通過在纖維上預(yù)先鍍一層導(dǎo)電材料然后生長氧化鋅納米線,可以明顯降低納米發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻,進(jìn)而可提高纖維基納米發(fā)電機(jī)的輸出電流;也可以通過增加纖維的數(shù)量來提高納米發(fā)電機(jī)的輸出能量。

    文章的審稿人認(rèn)為:“這是一項很有創(chuàng)意、具有突破性的研究......作者的思路是革命性的!蓖踔辛终J(rèn)為,新成果將為納米發(fā)電機(jī)在生物技術(shù)、納米器件、個人攜帶式電子設(shè)備以及國防技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用開拓了更為廣泛的空間。
    “今天,納米科技已經(jīng)從早期對納米材料結(jié)構(gòu)和基本物理化學(xué)特性的研究,發(fā)展到利用納米材料的優(yōu)良特性有目的地制造納米器件,各種各樣的納米器件被紛紛制造出來,如納米傳感器、納米電動機(jī)甚至納米機(jī)器人等!蓖踔辛终f,“但與此同時,為這些微型化、集成化的納米器件提供能量的仍是傳統(tǒng)電源,如電池。因此,迫切需要開發(fā)出納米尺度的電源系統(tǒng),為納米器件的進(jìn)一步小型化、集成化提供基本能源!

    目前,已經(jīng)有BBC、NBC、PBS、《國家地理》等多家國際權(quán)威新聞媒體對這一重要的科學(xué)成果進(jìn)行了報道。

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