超聲波驅(qū)動(dòng)式納米發(fā)電機(jī)問世

繼去年研制出世界上最小的發(fā)電機(jī)——納米發(fā)電機(jī)后，美國(guó)佐治亞理工學(xué)院教授王中林的研究小組再次開發(fā)出由超聲波驅(qū)動(dòng)的直流納米發(fā)電機(jī)。這一最新的成果發(fā)表在4月6日出版的美國(guó)《科學(xué)》雜志上。該成果被認(rèn)為未來在醫(yī)學(xué)生物、國(guó)防技術(shù)、能源技術(shù)和日常生活方面的應(yīng)用將非常廣泛。 
    
超聲波帶動(dòng)的直流納米發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)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(jí)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(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能；今年工作的突破性進(jìn)展是擺脫對(duì)原子力顯微鏡的依賴，使一列納米線能夠同時(shí)、連續(xù)和“獨(dú)立”地吸收外界環(huán)境中的機(jī)械能，并完成到電能的轉(zhuǎn)化與釋放，為技術(shù)轉(zhuǎn)化和應(yīng)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(shè)計(jì)在世界上率先實(shí)現(xiàn)了一種適應(yīng)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(jī)。
 
 王中林認(rèn)為這可被視為納米壓電發(fā)電由科學(xué)現(xiàn)象到實(shí)際應(yīng)用過程中的一個(gè)里程碑性的進(jìn)展?！八苁占車h(huán)境中微小的振動(dòng)機(jī)械能并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，來為其他納米器件，如傳感器、探測(cè)器等提供能量。這種振動(dòng)機(jī)械能普遍存在于自然界以及人們?nèi)粘Ｉ钪?，如空氣或水的流?dòng)、引擎的轉(zhuǎn)動(dòng)、空調(diào)或其他機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)等引起的各種頻率的噪音，人行走時(shí)肌肉伸縮能或腳對(duì)地的壓縮能等?！彼f，“甚至在人體內(nèi)由于呼吸、心跳或是血液流動(dòng)帶來的體內(nèi)某處壓力的細(xì)微變化也有可能帶動(dòng)納米發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。因此，納米發(fā)電機(jī)的發(fā)明不僅為實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的微型化帶來了可能，更重要的是，對(duì)于實(shí)現(xiàn)具有完全無線、可生物植入以及長(zhǎng)時(shí)期甚至終生無需照管的納米或微電子器件，納米發(fā)電機(jī)提供了一種理想的電源系統(tǒng)?！?