超聲波驅動式納米發電機問世

繼去年研制出世界上最小的發電機——納米發電機后，美國佐治亞理工學院教授王中林的研究小組再次開發出由超聲波驅動的直流納米發電機。這一最新的成果發表在4月6日出版的美國《科學》雜志上。該成果被認為未來在醫學生物、國防技術、能源技術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電機的設計原理和輸出的直流電流。電流隨超聲波的激發而起，停止而息。利用約500根納米線可連續發出納安級的電流。
 
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、連續和“獨立”地吸收外界環境中的機械能，并完成到電能的轉化與釋放，為技術轉化和應用奠定了原理性的基礎并邁出了關鍵性的一步。
 
這一原創性設計在世界上率先實現了一種適應性廣、生產成本低，并能從周圍環境中收集并轉換能量的納米發電機。
 
 王中林認為這可被視為納米壓電發電由科學現象到實際應用過程中的一個里程碑性的進展。“它能收集周圍環境中微小的振動機械能并轉變為電能，來為其他納米器件，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日常生活中，如空氣或水的流動、引擎的轉動、空調或其他機器的運轉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，“甚至在人體內由于呼吸、心跳或是血液流動帶來的體內某處壓力的細微變化也有可能帶動納米發電機產生電能。因此，納米發電機的發明不僅為實現能源系統的微型化帶來了可能，更重要的是，對于實現具有完全無線、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，納米發電機提供了一種理想的電源系統。”