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超聲波驅(qū)動式納米發(fā)電機問世

    繼去年研制出世界上最小的發(fā)電機——納米發(fā)電機后，美國佐治亞理工學院教授王中林的研究小組再次開發(fā)出由超聲波驅(qū)動的直流納米發(fā)電機。這一最新的成果發(fā)表在4月6日出版的美國《科學》雜志上。該成果被認為未來在醫(yī)學生物、國防技術(shù)、能源技術(shù)和日常生活方面的應用將非常廣泛。

    超聲波帶動的直流納米發(fā)電機的設計原理和輸出的直流電流。電流隨超聲波的激發(fā)而起，停止而息。利用約500根納米線可連續(xù)發(fā)出納安級的電流。

    王中林說，去年的工作是在原子力顯微鏡的幫助下，通過壓電材料合成的單根納米線將機械能轉(zhuǎn)化成電能；今年工作的突破性進展是擺脫對原子力顯微鏡的依賴，使一列納米線能夠同時、連續(xù)和“獨立”地吸收外界環(huán)境中的機械能，并完成到電能的轉(zhuǎn)化與釋放，為技術(shù)轉(zhuǎn)化和應用奠定了原理性的基礎(chǔ)并邁出了關(guān)鍵性的一步。
    這一原創(chuàng)性設計在世界上率先實現(xiàn)了一種適應性廣、生產(chǎn)成本低，并能從周圍環(huán)境中收集并轉(zhuǎn)換能量的納米發(fā)電機。
 
    王中林認為這可被視為納米壓電發(fā)電由科學現(xiàn)象到實際應用過程中的一個里程碑性的進展。“它能收集周圍環(huán)境中微小的振動機械能并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽瑏頌槠渌�納米器件，如傳感器、探測器等提供能量。這種振動機械能普遍存在于自然界以及人們?nèi)粘Ｉ�活中，如空氣或水的流動、引擎的轉(zhuǎn)動、空調(diào)或其他機器的運轉(zhuǎn)等引起的各種頻率的噪音，人行走時肌肉伸縮能或腳對地的壓縮能等。”他說，“甚至在人體內(nèi)由于呼吸、心跳或是血液流動帶來的體內(nèi)某處壓力的細微變化也有可能帶動納米發(fā)電機產(chǎn)生電能。因此，納米發(fā)電機的發(fā)明不僅為實現(xiàn)能源系統(tǒng)的微型化帶來了可能，更重要的是，對于實現(xiàn)具有完全無線、可生物植入以及長時期甚至終生無需照管的納米或微電子器件，納米發(fā)電機提供了一種理想的電源系統(tǒng)。” 

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編輯：Sep
  來源：科學時報

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