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將機械能轉換成電能，研制出世界上最小的氧化鋅納米線發(fā)電機。
國際納米技術領軍人物、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中一個關鍵問題的方案，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，反應靈敏等獨特優(yōu)勢，一直是納米學術界前沿的研究領域，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、呼吸時都會產生能量，能否將人體自身產生的能量轉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的生物能量轉化為電能輸送給納米器件，同步實現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，王中林在原子力顯微鏡下研制出將機械能轉化為電能的納米發(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。
“這是我在這個研究領域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用。他說：“這一發(fā)明可以整合納米器件，實現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，血液流動等所產生的能量；震動能，比如聲波和超聲波產生的能量；流體能量，比如體液流動、血液流動和動脈收縮產生的能量，并將這些能量轉化為電能提供給納米器件。這一納米發(fā)電機所產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能量自供。 |
