美國喬治亞理工學院材料科學與工程系納米技術(shù)專家王中林教授領(lǐng)導的研究小組，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，這是繼前年和去年開發(fā)出直流納米發(fā)電機之后，中國科學家的又一次發(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)電機之后，在納米發(fā)電領(lǐng)域再次取得突破性進展：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、直流發(fā)電機。在2006年他首次提出了壓電電子學（Piezotronics）的概念和新研究領(lǐng)域。由于氧化鋅具有獨特的半導體和壓電性質(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)生負電勢。氧化鋅半導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)機械能到電能的轉(zhuǎn)化，并有效釋放。
2007年初，基于壓電電子學原理，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械能、并將之轉(zhuǎn)化為電能的納米發(fā)電機模型。在超聲波帶動下，這種納米發(fā)電機已能產(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)電機的輸出能量。例如，通過在纖維上預先鍍一層導電材料然后生長氧化鋅納米線，可以明顯降低納米發(fā)電機的內(nèi)阻，進而可提高纖維基納米發(fā)電機的輸出電流；也可以通過增加纖維的數(shù)量來提高納米發(fā)電機的輸出能量。
文章的審稿人認為：“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為，新成果將為納米發(fā)電機在生物技術(shù)、納米器件、個人攜帶式電子設備以及國防技術(shù)等領(lǐng)域的應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、納米電動機甚至納米機器人等�！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成果進行了報道。
