工程师制造出{dy}个运动发电的纳米设备_树224

工程师制造出{dy}个运动发电的纳米设备_树224_新浪博客

不久的未来，你口袋里的iPod就可以靠走路来充电了，甚至你跳动的心脏也能为便捷式血压传感器供电。这些创新可能都是基于纸夹大小的“纳米发电机”。根据本周发表在《自然纳米科技》的论文，新的“纳米发电机”在挤压、弯曲或摇动下能输出与一节AA电池几乎相同的电压。先前的运动发电原型纳米设备输出的电压远没有新型设备这么高，这也为我们开启了自我供电的纳米电子设备广阔的舞台。

科学家以前已经开发出了把机械能转化为电能的设备。比如在2008年，研究人员就开发出了能为手机供电的支撑架。但是发电机越小，它能提供的功率就越小，也就越不可能为一个电池充电。直到前不久，研究人员仍不能做出能够为任何纳米或者其他尺度的设备供电的纳米技术为基础的发电机。

Georgia Institute of Technology in Atlanta的材料科学家王忠林和同事克服了输出功率太小的难题。王忠林的实验室创造出两类新型塑料封装的纳米发电机，每一种都很薄、柔韧，大约像纸夹那么薄长。设备的核心部件就是所谓的ZnO晶体纳米线，ZnO纳米线是一种能够把压力转化为电能的压电材料。每个纳米线有几百纳米厚（比大多数xx的长度还薄）。

Illustrations of two new types of nanoscale generators and the nanowires used in them.

第二种纳米设备能够产生更高的电压。里面的纳米线像连着铁轨一样排列，一边连着铬Cr，一边连着金Au。王的小组在一薄片里面排列了700个这样的车轨。当研究人员轻轻的弯折此纳米发电机时，产生了超过1.26V的电压，比先前创造的原型纳米发电机高出60倍，接近标准碱性电池的1.5V。这个电压具有了实际应用的可能性，比如不用插在电源里给手机电池充电。王忠林同样对建立运动供电的传感器网络也很激动。他说，“想象一下，你的家中有无数看不见的传感器去探测是否有火、水、有害气体泄漏甚至窃贼，如果出现情况，这些传感器能向计算机发送无线信号，而且你根本不需要去为这些传感器充电或更换电池。”

新的纳米发电机有好几个优点。王忠林说，它们像很多的压电材料一样用不到有毒的重金属，因此是环境友好的，而且应用在人体内也是安全的。它们还是在100摄氏度（水的沸点）以下制造的，远比标准电子产品要求的温度低。王忠林之指出，更重要的是，“很容易大规模地制造这些设备”从而普及。“我认为这个工作非常有前途，”Brookhaven National Lab. in New York的材料学家Zhu Yimei，他没有参与这项研究。

“这是我{dy}次听说运动产生一定的电压并为纳米设备供电。”Sungkyunkwan University in South Korea的材料学家Sang-Woo Kim道，他在一封电子邮件里面补充道，这个研究工作必然会对纳米科技有广泛的影响，因为它{dy}次证明了存在“任何地点，任何时间都可以运行的电子系统”。

然而，王忠林说，在纳米电机应用到我们的衣服或者手机里之前，需要把它们做的更小，而且他们的团队还需要完善输出的总功率以及电力的存储能力。他说“这是我们的下一个挑战。“

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