基于規(guī)則的氧化鋅納米線的納米發(fā)電機(jī)。(A)在氧化鋁襯底上生長的氧化鋅納米線的掃描電子顯微鏡圖像。(B)在導(dǎo)電的原子力顯微鏡針尖作用下，納米線利用壓電效應(yīng)發(fā)電的示意圖。(C)當(dāng)原子力顯微鏡探針掃過納米線陣列時(shí)，壓電電荷釋放的三維電壓/電流信號(hào)圖。
近日出版的英國《科學(xué)》報(bào)道，美國佐治亞理工學(xué)院教授、中國國家納米科學(xué)中心海外主任王中林等成功地在納米尺度范圍內(nèi)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，研制出世界上最小的發(fā)電機(jī)——納米發(fā)電機(jī)。國際納米技術(shù)領(lǐng)軍人物、哈佛大學(xué)教授CharlesLieber說，“該工作極其令人振奮，它提出了解決納米技術(shù)中一個(gè)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。王教授利用他先創(chuàng)的氧化鋅納米線將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，在這個(gè)問題上他顯示了巨大的創(chuàng)造性�！�
正在北京的王中林在接受《科學(xué)時(shí)報(bào)》采訪時(shí)說，“這是我在這個(gè)研究領(lǐng)域10多年最讓我激動(dòng)的發(fā)明。”他認(rèn)為這是國際納米領(lǐng)域的最讓人激動(dòng)的重大發(fā)現(xiàn)，它一定會(huì)引起整個(gè)納米學(xué)界對(duì)納米電源方面研究的巨大熱潮。
作為佐治亞理工學(xué)院校董事講座教授和工學(xué)院杰出講座教授，王中林同時(shí)也是北京大學(xué)工學(xué)院先進(jìn)材料和納米技術(shù)系系主任、中國國家納米科學(xué)中心海外主任，這項(xiàng)工作是他和博士生宋金會(huì)共同完成的。
王中林早在7年前就認(rèn)識(shí)到氧化鋅獨(dú)特的半導(dǎo)體、光學(xué)和生物學(xué)性能，具有其它納米材料不可替代的作用，因此，他的研究小組一直致力于以氧化鋅為基礎(chǔ)的納米材料的合成和應(yīng)用研究。2001年，他們?cè)凇犊茖W(xué)》雜志上報(bào)告首次合成氧化鋅半導(dǎo)體材料帶，這篇論文已被引用1100多次。之后，他們又研制出納米環(huán)、納米螺旋等器件。
王中林相信納米發(fā)電機(jī)無論在生物醫(yī)學(xué)、軍事、無線通信和無線傳感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(shí)現(xiàn)真正意義上的納米系統(tǒng)，它可以收集機(jī)械能，比如人體運(yùn)動(dòng)、肌肉收縮等所產(chǎn)生的能量；震動(dòng)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(dòng)、血液流動(dòng)和動(dòng)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(jī)所產(chǎn)生的電能足夠供給納米器件或系統(tǒng)所需，從而讓無納米器件或納米機(jī)器人實(shí)現(xiàn)能量自供�！�
|
