两台新 型 纳米级别的发电机以及发电机内部使用的纳米线
本周《自然-纳米科技》在线版透露：这些发明或许就是基于一个扁平的、回形针大小的“纳米发电机”来实现。这款发电机通过挤压、弯曲或者摇动，可以产生与
普通AA电池相同的电压。之前由纳米零部件组成的运动充电设备都不能产生这种电压，由此我们或许可以展望，新型设备的出现将为自主充电的纳米电子器件领域
开启一道大门。
科学家已经设计出利用机械能为电子器件充电的设备。例如，在2008年，研究人员设计出一款可以给手机充电的脚固定器。但是发电机越小，它所能提供的电能
就越少——而且它可能为电池充电的可能性也越小。到目前为止，研究人员还没有设计出基于纳米技术生产的发电机，可以给纳米级别或其他任何级别器件充电。
材料学家王中林以及他在亚特兰大佐治亚技术研究院的同事称，目前他们已经攻克这一难关。王中林实验室已经设计出两台塑料包裹的纳米发电机——每一台都极其
纤薄、柔软，长度和厚度与一个回形针相近。发电机的主要成分是由氧化锌晶体构成的所谓的纳米线，氧化锌是能够将机械压力转化为能量的一种压电材料。每一根
纳米线都只有几百纳米粗细（比大多数xx体长还要细）。
其中一台发电机的纳米线看起来像一床指甲，里面为了持久耐用填充了塑料材料，并由两层导电材料夹在中间。当研究人员轻轻挤压发电机时，它就会产生大约
0.24伏的电压。这足以给王中林小组研发的两个不同的纳米感应器充电了：一个用来测量液体的酸性；一个用来检测紫外线。
另一台发电机更强大。它的纳米线看起来像铁路的两条轨枕，一条连接铬轨，两一条连接相反的金轨。王中林研究小组在一张薄板上安装了700组这样的线路。当
研究人员轻轻弯曲发电机时，它就可以产生1.26伏以上的电压，这是前面那台发电机的60倍还多，而且它已经接近标准碱电池的电压1.5伏了。这个电压提
高了这台发电机实际应用的可能性，例如不用插电就可以给手机电池充电。王中林对于建立运动充电感应器网络也十分兴奋。“你可以在房间里安装成百上千个看不
见的感应器来检测火险、水险、有毒气体泄漏、甚至入室抢劫，”王中林这样说道，“如果出现问题，你无需给它们充电、插上线板或更换电池，它们可以自动通过
无线将数据传输到电脑上。”
比起当前的发电设备，纳米发电机有多项优点。它们不像许多压电材料那样，需要有毒重金属，王中林说，这使得纳米发电机对环境无害，而且嵌入到人体内也不会
对人们造成伤害。它们还可以在低于水的沸点的温度下制成——这比制造标准电子元件所需的温度要低得多。而且，王中林还说，这种发电机“很有可能可以大批量
生产”，这样它们就能够普及到生活的各个方面。
美国布克海文国家实验室的材料科学家朱一梅（音译）尽管没有参与这项研究，但仍“认为这项研究前景可观”。“这是我{dy}次听说，运动可以产生某种伏特的电
压，而且可以给纳米设备充电。”韩国成均馆大学材料科学家金相佑（音译）在一封电子邮件中表示，这项新的研究首次证实“任何地点、任何时间都可以实现的电
子系统”，它必将对纳米科技产生“广泛影响”。
王中林称，在纳米发电机进入我们的衣服、手机等领域之前，他还将致力于将纳米发电机制作地更小巧，他的研究团队也要进一步改进发电机的总体发电量以及储存
电荷的能力。“这是我们的下一个挑战”。(曹丽敏）
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