纳米纤维发电机-王中林

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王中林纳米发电机观后感

王中林纳米发电机观后感

王中林纳米发电机观后感篇一王中林纳米发电机观后感最近看了关于王中林纳米发电机的相关内容,我这小心肝儿啊,那叫一个激动!咱先说说这纳米发电机到底是啥玩意儿。

也许你会觉得,哎呀,不就是个高科技嘛,能有多厉害?嘿,你还真别小瞧了它!这纳米发电机啊,就像是一个超级小的能量小精灵,能把那些平时被我们忽略的微小能量给收集起来,然后变成有用的电。

想象一下,以后我们的手机可能不用再到处找充电插头了,靠着我们走路、摆手的动作产生的能量就能充电,这难道不神奇吗?我觉得这简直就是科技界的“大杀器”啊!不过呢,我又在想,这技术虽然牛,但要真正普及到我们日常生活中,可能还得等上好一阵子吧?毕竟新东西出来,总是要经过各种测试、改进啥的。

也许在这个过程中还会遇到各种难题,就像唐僧取经一样,得经历九九八十一难。

但再想想,如果真的成功了,那世界得变成啥样儿啊?会不会到处都是靠这种微小能量运转的设备?那时候,能源问题是不是就能得到很大的缓解?我不禁又开始期待起来。

这一路研究纳米发电机的过程,王中林他们得付出多少努力和汗水啊?说不定无数次失败让他们都想放弃了,可最终还是坚持了下来。

难道这不值得我们佩服吗?反正看完之后,我是又兴奋又感慨,这科技的发展真是让人捉摸不透,谁知道明天又会冒出啥更厉害的东西来呢?篇二王中林纳米发电机观后感哇塞,王中林纳米发电机,这可真是个让人惊掉下巴的玩意儿!刚开始了解的时候,我心里就在犯嘀咕:“这纳米发电机能行吗?别又是忽悠人的吧!” 可随着深入了解,我发现自己真是大错特错。

你能想象吗?那么小的一个东西,居然有这么大的能量!这就好比一只小蚂蚁能举起比自己重好多倍的东西,太不可思议了!我就在想,要是这纳米发电机早点被发明出来该多好啊!说不定我们早就过上那种能源随便用,不用担心没电的日子了。

可也许正是因为之前技术不成熟,所以才等到现在。

这是不是说明,有时候等待也是值得的?不过话说回来,这纳米发电机虽然厉害,可它会不会也有啥副作用呢?比如说对环境有没有影响?我觉得这还真不好说。

压电性质纳米线发电机

压电性质纳米线发电机

基于ZnO纳米线压电性质的发电机纳米材料期中考试论文摘要:基于纳米结构的ZnO压电纳米发电机(NGs),由于其特殊的压电效应和小尺寸效应,可以收集环境中的能量(比如声能,振动能)并将其转化为电流。

我们可以利用这种压电电流,给诸多微电子器件供能。

这种供能方式无疑将会给未来的无线电子器件的发展带来极大的动力。

佐治亚理工大学的王中林研究组在这方面做出了开拓性的贡献。

该研究组开发了两种ZnO纳米发电机,一种是通过超声波驱动并产生直流电的发电机,虽然这种发电机以一种全新的方式引出了压电电流,但这种发电机的稳定性以及发电效率都比较低,在实际的应用和制造过程中不太理想。

后来该研究组改进了发电机的发电方式,利用嵌于软物质里面的ZnO纳米线的往复弯曲来产生电流,这种发电方式的稳定性和发电效率都有很大的提高,但是实际的应用前景不太大。

两种发电机的基本原理是相似的,主要包括两方面:第一,外力驱动产生压电电流;第二,利用MS结的整流性质将产生的微电流整合,产生可观测的现象。

本文将结合王中林的研究对这两种发电机的工作原理做相关的论述,并对纳米压电材料的应用提出自己的一些想法。

一.压电效应简介当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷;当外力撤去后,晶体又恢复到不带电的状态;当外力作用方向改变时,电荷的极性也随之改变;晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。

如果按一定方向对水晶晶体上切下的薄片施加压力,那么在此薄片上将会产生电荷。

如果按相反方向拉伸这一薄片,在此薄片上也会出现电荷,不过符号相反。

挤压或拉伸的力愈大,晶体上的电荷也会愈多。

如果在薄片的两端镀上电极,并通以交流电,那么薄片将会作周期性的伸长或缩短,即开始振动。

在纳米尺度范围内的ZnO线晶体,在(001)或(00-1)方向具有明显的压电性质。

图二为制备的纳米线ZnO晶体阵列。

二.金属-半导体结(MS)及其整流性质的简介。

王中林小组:实现高功率纳米发电机驱动常规器件

王中林小组:实现高功率纳米发电机驱动常规器件

丰 富 的能 源 之一 , 器 震 动 、 擎 转 动 、 体 运 动 、 液 机 引 身 血
流 动 甚 至 呼 吸心 跳 等都 是 机 械 能 的表 现 形 式 。如 果 能
将 这 些 耗 散 的机 械 能转 化 成 电能 ,那 么 电子 器 件 或 系 统 将 能够 在 无 外 接 电源 的 条件 下 ,从 环 境 中采 集 能 量
集 成纳 米 发 电机 整 合 到 全 桥 整 流 电路 中 , 充 电阶 段 , 在
纳 米 发 电机 输 出 的 交 流 电 被 电容 器 有 效 地 储 存 起 来 。
境 监测 、 础 设 施 监 测 、 联 网 、 事 罔 防 和 人 民生 活 基 物 军 等 领 域有 着 极 其 广 阔 的应 用 前景 和 影 响 。
实 现 了利 用 化 学 法 生 长 P T纳 米 线 阵 列 ,而 且 成 功 展 Z 示 了 南它 组 装 的纳 米 发 电机 可 以间 隔 地 驱 动 激 光 二 极 管 的能 力 。 从 基 础科 学 到 工 程 设 计 再 到 技术 应 用 ,王 中林 1 0
电机 的原 理 以 来 ,该 小组 相 继研 发 出 高频 驱 动直 流纳
年 潜 心 氧化 锌 研 究 。 打造 了纳 米 发 电机 的研究 品牌 。他
表 示 .纳 米 发 电 机 为 真 正 பைடு நூலகம் 现 自驱 动 纳 米 技 术 打 下 了 实 的 理论 和 技术 基 础 和路 线 .而 最 近在 纳 米 发 电 机 方 面 的 突 破性 进 展 ,则 充分 证 明 和 演示 了 该 技 术 的广 阔应用 和商 业 化 前 景 。
成 的课 题 小 组 ,发 展 了一 种 不 用 电极 而 依 靠 压 电 电 压

封装型交流纳米发电机问世

封装型交流纳米发电机问世

封装型交流纳米发电机问世
据新华社华盛顿电(记者张忠霞)继2006年研制出第一代纳米发电机,2007年发明直流纳米发电机,2008年发明纤维纳米发电机后,美国佐治亚理工学院华人科学家王中林领导的研究小组再次取得新成果,开发出了由高分子薄膜封装的交流纳米发电机。

王中林研究小组于2006年利用竖直结构氧化锌纳米线,发明了将机械能转化为电能的世界上最小的发电装置———直立式纳米发电机。

在第一代直立式纳米发电机基础上,他们又分别于2007年和2008年相继发明了直流纳米发电机和纤维纳米发电机。

尽管这些直立式发电机取得了巨大成功并衍生出基于不同衬底的模型,但其进一步发展也面临障碍。

为解决这些问题,研究小组尝试使用封装的水平式氧化锌纳米线,最终成功发明了封装型交流纳米发电机,有效克服了直立式发电机的设计缺陷。

在交流纳米发电机中,氧化锌纳米线被固定在弹性高分子衬底上,避免了电极与纳米线的摩擦,从而提高了发电机的稳定性和寿命。

更重要的是,在这一新型发电机中,不用再对驱动电极与纳米线距离进行精确控制,这就降低了发电机的制造工艺难度和成本。

另外,与纤维纳米发电机相比,交流纳米发电机还克服了不防水的弊病。

王中林介绍说,交流纳米发电机中单根氧化锌纳米线所输出的电压最高可达50毫伏。

如不考虑基片能量损耗,就氧化锌纳米线而言,发电效率可达7%。

如果把大量氧化锌纳米线集成在同一个衬底上,其输出功率可望大幅提高。

交流纳米发电机还可以很容易地被封装在弹性材料中,这就大大地扩展了它的工作环境和应用范围。

科学家研制出世界最小发电机——纳米发电机

科学家研制出世界最小发电机——纳米发电机

近日出版的英国《科学》报道,美国佐治亚理工学院教授、中国国家纳米科学中心海外主任王中林等成功地萑纳米尺度范围内将机械能转换成电能,研制出世界上最小的发电机——纳米发电机。

国际纳米技术领军人物、哈佛大学教授ChadesLieber说,“该工作极其令人振奋.它提出了解决纳米技术中一个关键问题的方案,那就是如何为许多研究组发明的纳米器件提供电力的问题。

,王教授利用他先创的氧化锌纳米线将机械能转化为电能.在这个问题上他显示了巨大的创造性。

”王中林早在7年前就认识到氧化锌独特的半导体、光学和生物学性能,具有其他纳米材料不可替代的作用.因此.他的研究小组一直致力于以氧化锌为基础的纳米材料的合成和应用研究。

2001年,他们在《科学》杂志上报告首次合成氧化锌半导体材料带,这篇论文已被引用1100多次。

之后,他们又研制出纳米环、纳米螺旋等器件。

王中林相信纳米发电机无论在生物医学、军事、无线通信和无线传感方面都将有广泛的重要应用。

他说:“这一发明可以整合纳米器件,实现真正意义上的纳米系统。

它可以收集机械能,比如人体运动、肌肉收缩等所产生的能量;震动能,比如声波和超声波产生的能量;流体能量,比如体液流动、血液流动和动脉收缩产生的能量。

并将这些能量转化为电能提供给纳米器件。

这一纳米发电机所产生的电能足够供给纳米器件或系统所需,从而让无纳米器件或纳米机器人实现能量自供。

”●链接王中林教授于1982年毕业于西安电子科技大学,并于同年考取中美联合招收的物理研究生(CUSPEA),1987年获亚利桑那州立大学物理学博士学位,现任美国佐治亚理工学院纳米科学和技术中心主任,是国内外著名的纳米技术专家。

王中林教授已在国际一流刊物上发表期刊论文400余篇,会议论文140余篇,拥有专利8项,出版4本专著和15本编辑书籍。

王中林教授因其对“纳米技术领域的材料科学以及基础发展做出的杰出及持续的贡献”,2002年当选为欧洲科学院院士,2004年当选为世界创新基金会院士,2005年当选为美国物理学会院士。

纳米发电机-sch

纳米发电机-sch

压电式纳米发电机
组成和原理
肖特基势垒:具有整流作用
原理:在直立式发电机中,氧化
锌纳米线一端固定,并与一个固定 电极相连。而当氧化锌线自由端在 驱动电极的作用下受力变形时,纳 米线一侧受压缩而另一侧被拉伸。 由于氧化锌同时具有半导体和压电 性质,这就使得纳米线拉伸和压缩 的两个相对侧面分别产生正、负压 电电势,借助半导体性质的氧化锌 纳米线和其金属尖部的肖特基势垒 将电能暂时储存在氧化锌纳米线内, 并可用导电的原子力显微镜探针接 通这一电源,通过肖特基势垒整流 后,向外界输电。
前言
主要成就
3. ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ米传感器和新型器件的原理和应用
王中林基于纳米级压电和半导体性能的巧妙耦合 提出了纳米压电电子学 (nanopiezotronics)的概念,即 利用压电效应所产生的电场来调制和控制载流子运动 的原理来制造新型的器件,首次制造出压电场效应三 级管,压电二极管。
发表了600篇期刊学术论文,45篇书章节,28项美国 和中国专利,4 本专著和20本编辑书籍及会议文集, 其中有15篇发表在《Science》,《Nature》及其子刊 物上,论文被引用达31,000 次以上
热释电纳米发电机
原理
第一热释电效应:描述了在没有应变情况下的产生的电 荷,存在于PZT,BTO等铁电材料中。其机理是基于热 诱导的电偶极子在平衡轴附近的随机摆动,其大小随着 温度变化的增加而变大。
第二热释电效应:描述了热膨胀引起的应变导致的电荷, 其存在于ZnO、CdS以及其他一些纤锌矿结构材料。热 形变可以引起材料中的压电电势差,它能够驱动电子在 外电路中的流动。
纳米发电机

压电式纳米发电机
交流纳米发电机 热释电纳米发电机

王中林Adv.Mater.:可拉...

王中林Adv.Mater.:可拉...

王中林Adv.Mater.:可拉...【引⾔】通过功能性电⼦器件来模拟⼈类⽪肤的基本特征是发展智能技术的重要⼀步,近年来具有类⼈类感知能⼒的⼈⼯⽪肤成为⼀个重要的研究⽅向,⽽其中电⼦⽪肤的研究更吸引了⼴泛的研究兴趣。

电⼦⽪肤需要覆盖动态且不规则的表⾯,⽽且能够承受多种重复、长时间的机械刺激(⽐如压⼒、应变和弯曲等)。

作为多功能传感器,还要满⾜⾼拉伸性、⾼灵敏度、宽感应范围以及快速响应的要求。

⽬前,多种柔性可拉伸的电⼦⽪肤已经被成功开发出来,能够测量⼈类活动所产⽣的电信号。

这些传感器是基于诸如压电性、电容以及压阻效应等不同机理。

摩擦纳⽶发电机是⼀种能够实现能量富集和⾃供电的传感技术,将其与电⼦⽪肤相结合有望为下⼀代可穿戴电⼦产品、个性化医疗以及⼈机界⾯等领域带来新的机会。

近⽇,美国佐治亚理⼯学院王中林教授课题组开发了⼀种简单、低成本的⽅法制备可拉伸的摩擦纳⽶发电机的⽅法,其可以⽤作多功能电⼦⽪肤,并实现了⽣物⼒学能量的采集以及多种机械刺激的感知。

通过在硅橡胶弹性体中嵌⼊连续的“链式”栅栏状交错的导电⽹络,赋予了该种电⼦⽪肤以良好的透明性和拉伸性、⾼压敏感性以及优异的机械稳定性。

研究表明,该摩擦纳⽶发电机能够点亮⾼达170个LED,⽽且其作为多功能传感器能够监测⼈的诸如动脉脉冲和声⾳振动等⽣理信号。

该成果以题为"A Stretchable Yarn Embedded Triboelectric Nanogenerator as Electronic Skin for Biomechanical Energy Harvesting and Multifunctional Pressure Sensing"发表在Advanced Materials上。

图1 SI-TENG的结构设计和⼯作机理(a) 采⽤“链式”栅栏状结构和菱形单元设计的SI-TENG⽰意图;(b) ⼀个SI-TENG的照⽚;(c) SI-TENG的局部放⼤视图;(d) SI-TENG附着在⼈的前臂上的照⽚;(e) SI-TENG在任意⾯内拉伸甚⾄可以卷起来的照⽚;(f) SI-TENG系统内重复菱形单元的⾯内拉伸⾏为的⽰意图;(g) 单电极模式下的SI-TENG⼯作机制⽰意图;(h) 利⽤COMSOL软件计算得到SI-TENG处于最⼤分离状态下的电位分布。

纳米发电机-

纳米发电机-

纳米发电机摘要:随着纳米科技的不断发展,纳米材料的制备工艺越来越丰富,在纳米尺度上对材料形貌的控制已经成为可能。

从而基于这些纳米材料的纳米电子器件也不断被发明和创造。

本文主要介绍了王中林课题组利用氧化锌纳米线阵列,制备纳米发电机的过程和原理,并介绍其潜在应用价值。

关键词:纳米科技;氧化锌纳米线;纳米发电机一引言1959年物理学家理查德·费恩曼在一次题目为《在物质底层有大量的空间》的演讲中提出:将来人类有可能建造一种分子大小的微型机器,可以把分子甚至单个的原子作为建筑构件在非常细小的空间构建物质,这意味着人类可以在最底层空间制造任何东西。

即我们现在所说的纳米科技。

纳米科学技术是集固体物理、原子、分子物理学和化学的交叉学科,是以包含可数原子的单元或结构为研究对象,研究其中物质的性质、作用和变化规律,并利用这种单元尺寸(纳米尺度)的变化以及控制它们之间的结合方式,从而合成或组成具有独特性质的纳米结构材料或器件[1]。

纳米电子器件指利用纳米级加工和制备技术,如光刻、外延、微细加工、自组装生长及分子合成技术等[2],设计制备而成的具有纳米级(1-100nm)尺度和特定功能的电子器件。

目前,人们利用纳米电子材料和纳米光刻技术,已研制出许多纳米电子器件,如电子共振隧穿器件、单电子晶体管、单电子存储器、单电子逻辑电路、纳米硅微晶薄膜器件和聚合体电子器件等[3]。

然而,纳米技术发展到目前,大量的研究都集中于开发高灵敏度,高性能的纳米器件,关于纳米尺度的电源系统研究还很少见,但是应用于生物及国防等方面的纳米传感器对这种电源系统的需求却与日俱增。

例如,无线纳米系统对于实时同步内置生物传感器和生物医药监控,生物活体探测等,都具有重大的意义。

任何生物体内置的无线传感器都需要电源,一般来说,这些传感器的电源都是直接或者间接来源于电池。

然而,如果这些传感器能从生物体内自己给自己提供电源,从而实现器件和电源的同时小型化,这是人们一直所梦寐以求的事情。

王中林摩擦纳米发电机原理

王中林摩擦纳米发电机原理

王中林摩擦纳米发电机原理哎呀,说到王中林摩擦纳米发电机,这玩意儿可真不是盖的。

你知道吗,这玩意儿就像我们生活中的小魔术,你一摸,它就能发电。

别急,让我慢慢跟你说。

记得有一次,我在家里无聊,翻箱倒柜找东西玩。

突然,我看到了一块奇怪的塑料板,上面贴着一些金属片。

我心想,这玩意儿能干啥?我随手一摸,哎哟,不得了,它竟然发出了微弱的光!我心想,这不会就是传说中的摩擦纳米发电机吧?我赶紧上网查了一下,原来这玩意儿的原理是摩擦起电。

简单来说,就是两种不同的材料,比如塑料和金属,它们一接触,就会因为电子的转移产生电荷。

这就像是两个小孩儿在玩抢椅子游戏,一个小孩儿抢到了椅子,另一个小孩儿就失去了椅子。

在这个过程中,塑料和金属之间的电子就像那些椅子,被抢来抢去。

我越想越觉得神奇,这玩意儿怎么能发电呢?我决定做个实验。

我找来一块橡皮,一块金属片,还有一块丝绸。

我把金属片放在桌子上,然后用丝绸摩擦橡皮,摩擦了一会儿,我把橡皮放在金属片上。

嘿,你猜怎么着?金属片竟然微微发热,好像有电流通过一样。

我兴奋极了,这小小的摩擦竟然能产生电能,真是太不可思议了。

我继续实验,发现不同的材料摩擦产生的电能也不一样。

比如,我用塑料和金属摩擦,产生的电能就比丝绸和金属摩擦产生的电能要多。

这让我想到了王中林教授,他可是摩擦纳米发电机的鼻祖啊。

他发现了这个原理,并且把它应用到了实际生活中。

比如,现在有些智能手表,就是用这种发电机来供电的。

你想想,你走走路,手表就能充电,这得多方便啊。

而且,这种发电机还有个好处,就是环保。

它不需要电池,也不会产生电子垃圾。

这对于我们这些关心地球的人来说,真是太棒了。

总之,王中林摩擦纳米发电机,这玩意儿真是太神奇了。

它就像生活中的小惊喜,你不经意间就会发现它的魔力。

下次你看到塑料和金属摩擦的时候,不妨想一想,这里面可能就藏着电的秘密呢。

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纤维纳米发电机问世记
2008-4-11 《瞭望东方周刊》记者张忠霞 / 华盛顿报道
将来用含有纤维纳米发电机的材料制成的织物,每平方米的输出功率可达80毫瓦,这有可能给一个随身的iPod供电
2008年2月,国家纳米中心海外主任、美国佐治亚理工学院华人科学家王中林的研究小组宣布研制出纤维纳米发电机,这项成果对人生四项基本需求——“衣食住行”中的衣,将产生巨大影响。

纳米研究在21世纪初的物理学界很时髦。

在纳米尺度下,世界充满着无数的未知,人们认为是常识的东西可能完全变了模样。

科学家相信,纳米科学将带来新时代的“蒸汽机”,并导致新技术革命。

飞机上写出的奠基论文
“压电”概念自提出已有100多年历史,简单来说,“压电”就是一些特殊材料在形变下机械能可以转化为电能。

但通常认为,当尺寸达到很小尺度时,具有压电性质的材料可能会丧失压电性质。

2005年5月,王中林的脑子里第一次产生了测试纳米尺度下氧化锌是否具有压电性质的想法。

学生在实验室里利用原子力显微镜做出的测试结果显示,压电效应确有其事,不过不明显,与他在理论模型中根据假设条件计算得出的相去甚远。

王中林回忆当时的困惑时说:“可能差几十倍甚至100倍。


模型错了,还是此路不通?王中林大胆把原有模型推翻重设,经过几个月的大量实验,终于得到了令人兴奋的数据,氧化锌纳米线可以发电。

“我们接下来需要建立与此相关的发电原理,”王中林说。

这个原理对于后来的纳米纤维发电机是奠基性的。

“凭着对纳米尺度、固体物理的了解,我提出了一个模型,当时凭直观感觉这一模型是对的。

”王中林说。

两天之后,在出差去澳大利亚的飞机上,成竹在胸的王中林利用二十几个小时的飞行时间,头戴耳机,闷头写就了压电发电原理论文的第一稿。

一些人认为科学家有些“魔怔”,王中林座位边的一对美国夫妇当时肯定正是这种想法。

很快,细化后的论文就被寄到了美国华盛顿特区《科学》杂志社。

不过按照科学研究的规律,只是提出原理还不够,得有直接的证据证明它。

经过精心设计,验证原理的方案有了。

几天后,负责做实验的学生打电话告诉他:“王老师,您期待的东西我们看到了!”“你们先不要动,我马上过去看看。

”眼见氧化锌纳米线的压电效应,王中林赶紧返回家取摄像机试图记录影像资料,作为原理的重要证据。

也许好事多磨,摄像机来了,原子力显微镜的
针尖又断掉了。

“今天就是不睡觉,也得把这个过程真正记录一遍!”王中林决定。

当晚十点,终于如愿以偿,第二天,他们就将剪辑好的影像CD补寄给了《科学》杂志。

几个月之后,论文顺利发表,“这是在纳米发电研究过程中最令我激动的一次成果。

”王中林把它称为“第一步曲”。

第二步好得让人难以置信
论文发表后,有人提出,这只是原理性的,而且单根纳米线实现的电荷释放是瞬间的,并不是很多纳米线的规模效应,不具有实际应用价值。

这刺激王中林去产生连续的电流。

他决定作出三项改变:首先,必须要取代原子力显微镜,因为它纯属实验室设备,不适宜实际应用,而且十分昂贵,一台大约需要25万美元。

第二,原子力显微镜的针尖是直接带动氧化锌纳米线产生压电效应,要改用超声波,间接带动。

第三,要让多根纳米线实现规模型连续发电效应。

用“天时地利人和”来形容王中林的研究小组,十分贴切。

经过多年培养,王中林手下恰好有他所需要的“兵”:学化学的,懂得如何生长氧化锌材料;学微加工的,懂得如何制作材料生长基片;学电子的,懂得如何测量电信号。

更为关键的是,实验室里有一种良性互动的气氛。

“我有一个想法”,是王中林挂在嘴边的口头禅。

王中林小组在硅材料的基片上生长氧化锌纳米线,用超声波带动纳米线形变产生压电效应,成功地产生了电流。

研究小组从2006年3月到11月,就做完了直流发电机的全部实验。

第二篇论文寄向《科学》杂志社。

这一次,论文历经两次审稿才最后通过。

为什么?原来审稿小组觉得,“超声波一放,电就能出来,这简直好得让人难以置信!”出于对类似突破性成果的谨慎态度,《科学》杂志要求他们对直流纳米发电机进行额外验证。

随后进行的电极反转、电流电压等电信号的一系列验证,都证明直流纳米发电机真实可靠。

《科学》杂志很快以特别报道刊登了这一轰动纳米、能源领域的重要论文。

从地毯中找到的灵感
怎么让纳米发电机用到实际生活中呢?王中林从地毯中找到灵感,他想到把硬质的、成本高的硅基片改为柔软、便宜的纤维丝,在比头发丝还细的纤维丝上长出像毛毛一样的氧化锌纳米线,就像“女士们卷发用的发卷”。

然而,这种情况下长出的纳米线容易脱落,于是王中林的研究小组又通过改进溶液培养
方法,将它们在根部固定住。

另一个重要改变是把频率高的超声波改成了频率相当于身体摆动的低频马达,来带动布满纳米线的纤维丝,使“发卷”相互之间产生错动。

低频对于实际应用来说,是决定性的一个因素。

带动频率的降低就意味着,走路、跑步、举手、心跳……我们最司空见惯的行为,都可以用来把其中的机械能转化为电能——“只要你能动,就能发出电”。

可以想见,这样的低频运动可要比超声波容易获取。

其实人体运动产生的能量“都是被白白浪费掉的能量,而有了纳米发电机,都可以被利用起来”。

王中林小组成功地造出了数百个纤维纳米发电机,相比之前的直流纳米发电机,“纤维版”纳米发电机的成本大幅下降。

“我们的纤维丝就是用的杜邦公司的凯芙拉,几美元就可以买一大捆”。

另外,纤维纳米发电机的材料都是生物安全材料,整个过程无排放、无污染,堪称最具潜力的绿色发电。

与《科学》杂志齐名的《自然》杂志顺利地刊登了这次的科研论文。

杂志的论文审稿人说:“作者的思路是革命性的。


几乎是立即,大众媒体开始了如潮般的报道:纤维?这不是意味着“发电衣”离我们不远了?王中林肯定了这种想法,因为微风吹动的帐篷也能发电。

根据目前的原型估算,将来用含有纤维纳米发电机的材料制成的织物,每平方米的输出功率可达80毫瓦,这有可能给一个随身的iPod供电。

纳米尺度的发电机,其重要性怎么强调都不为过。

以前,不论多小、多灵敏的器件,都需要附加一个较大尺度的传统电源,好比“蚂蚁拉个大骆驼”。

而且传统电源比如电池,都存在需要定期更换、材料有毒性等种种问题。

纤巧的纳米发电机无疑将使电源领域向前迈进革命性的一步。

当本刊记者问王中林将来这有没有可能获诺贝尔奖时,他说:“诺贝尔奖这东西,就不要去想,否则非得得神经病不可。

我研究这个,是因为我感兴趣,科学是我的兴趣和追求,我不是为了生计或者其他,才来进行科研。


BBC,NBC,国家地理、CCTV播放
美国哥伦比亚大学两名华裔科学家最近研究发现,铅笔石墨中一种叫做石墨烯的二维碳原子晶体,竟然比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。

现代快报8月26日消息法国皇帝拿破仑曾经说过:“笔比剑更有威力”,然而他绝对不会想到铅笔中竟然包含着地球上强度最高的物质!美国哥伦比亚大学两名华裔科学家最近研究发现,铅笔石墨中一种叫做石墨烯的二维碳原子晶体,竟然比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。

这种物质不仅可以用来开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣,甚至还为“太空电梯”超韧缆线的制造打开了一扇“阿里巴巴”之门,能让科学家梦寐以求的23000英里长太空电梯在不久的将来成为现实!
铅笔中的石墨是由无数只有碳原子厚度的“石墨烯”薄片压叠形成的,石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料,是碳的二维结构。

自从2004年石墨烯被发现以来,有关的科学研究就从未间断过。

然而直到最近,美国科学家才首次证实了人们长久以来的怀疑,石墨烯竟是目前世界上已知的强度最高的材料!
这一惊人的科学发现是由美国哥伦比亚大学的两名华裔科学家李成古和魏小丁(音译)一起研究得出的,而研究的主要工具之一竟是普通的透明胶带!李成古说:“为了了解石墨烯的强度,我们首先必须从石墨上剥离出一些石墨烯薄片,于是我们想到了透明胶带。

”科学家先将“思高牌”胶带粘在一块石墨上,然后再撕下来,接着科学家又将胶带粘到了一块面积只有1平方英寸的硅片上,然后再将胶带从硅片上撕下来,这时数千小片石墨都粘到了硅片上,而硅片上则有数千个肉眼看不见的小孔。

这时,科学家开始采取高科技手段,将硅片放置在电子显微镜下进行观察,科学家花费数天时间,希望能在硅片小孔上发现合适的单原子厚的石墨烯薄片。

一旦科学家发现了一些只有100分之一头发丝宽度的石墨烯薄片后,他们就开始使用原子尺寸的金属和钻石探针对它们进行穿刺,从而测试它们的强度。

让科学家震惊的是,石墨烯可能比钻石还强硬,它的强度比世界上最好的钢铁还高100倍!
不过科学家可能仍然需要花费数年甚至几十年时间,才能找到一种将石墨转变成大片高质量石墨烯“薄膜”的方法,从而可以用它们来为人类制造各种有用的物质。

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