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2005年4月5日，美国佐治亚理工学院教授王中林领导的研究小组在《科学》杂志上发表了他们最新的研究成果——由超声波驱动的直流纳米发电机。这项成果被认为是纳米压电发电从科学现象迈向实际应用的里程碑。两位评审人高度评价该工作，称其极具原创性，并为未来在医学生物、国防技术、能源技术和日常生活中的广泛应用奠定了基础。

王中林教授此前于2004年研制出世界上最小的发电机——纳米发电机，当时需要借助原子力显微镜，通过压电材料合成的单根纳米线将机械能转化为电能。而这次的新突破实现了对原子力显微镜的摆脱：一列纳米线能够同时、连续且独立地吸收外界环境中的机械能，并完成电能转化与释放，为技术转化和应用迈出了关键一步。

研究过程中，王中林与博士后王旭东、博士生宋金会、刘晋组成团队。他们让氧化锌纳米线在单晶氮化镓衬底上均匀竖立生长。由于催化剂作用，一层氧化锌薄膜同时沉积在所有纳米线的底端，用作纳米发电机的一个电极；另一个电极则位于纳米线顶端，并用柔性聚合物固定四周。为实现电能储存和释放，顶部电极与纳米线的接触面被设计为锯齿状，并覆盖数百纳米厚的金属铂。锯齿状电极是该发明的核心，类似于一排拨动纳米线针尖的阵列。在顶部电极和纳米线之间留有微小间隙，使得两者能够相对振动或形变。当外界振动波（实验中以超声波代替）作用于纳米发电机时，引起顶部电极上下振动以及纳米线的左右摆动或共振。

王中林解释，摆动中的纳米线会接触到相邻铂电极表面。由于纳米线的压电效应及其与铂电极之间形成的肖特基势垒，每次接触都会通过纳米线带负电势的内表面释放形变产生的压电电能。肖特基势垒的整流作用使输出电流为直流，纳米发电机对超声波表现出良好的响应。在41千赫超声波作用下，仅2平方毫米面积的基片可输出约1纳安的连续电流，且输出可保持一个多小时而无衰减。这一原创设计实现了适应性广、成本低廉、能从环境中收集并转换能量的纳米发电机。

王中林认为，这项成果是纳米压电发电的里程碑。它能够收集环境中微小的振动机械能并转化为电能，为传感器、探测器等纳米器件供能。这种振动机械能普遍存在于自然界和日常生活中，如空气或水流动、引擎转动、空调运转等产生的噪音，甚至人体呼吸、心跳或血液流动引起的压力变化都可能带动纳米发电机发电。因此，纳米发电机的发明不仅使能源系统微型化成为可能，更重要的是为完全无线、可生物植入、长期甚至终生无需照管的纳米或微电子器件提供了理想电源。该工作为后续摩擦纳米发电机等自供电技术开辟了道路。