纳米发生器:从人体运动中收集能量
时间:2006-04-17 10:53 来源:科学时报, 自然杂志 作者:王钟林, 宋金辉 点击:次
科学家最近发明了一种新型能量转换装置,旨在将身体运动产生的能量转化为未来纳米元件所需的能量。这种被称为“纳米发生器”的设备能够显著减小传统能源(如电池)的体积。 乔治亚理工学院的王钟林教授和他的研究生宋金辉制造了一个纳米发生器原型,通过弯曲和释放氧化锌纳米线来产生电流。当纳米线弯曲时,会产生压电效应,从而在机械压力下产生电能。 由于氧化锌无毒,这种新型纳米发生器可以安全地植入人体内。王钟林解释说,人体能够有效地将化学能转化为机械能,而这些纳米发生器可以将机械能转化为电能,为体内设备供电。 王钟林设想,这种装置可以应用于任何有机械能产生的地方,例如海水运动或鞋内脚步运动。他指出,未来士兵在行走时,植入鞋内的纳米发生器可以为他们的电力设备供电。 该装置的细节已发表在《自然》杂志上。国际纳米技术领域的领军人物、哈佛大学教授Charles Lieber对这一成果给予了高度评价,认为它为纳米技术中的电源问题提供了一个解决方案。 王钟林和宋金辉利用氧化锌纳米线的独特属性,在原子力显微镜下研制出将机械能转化为电能的纳米发电机。这一装置的发电效率达到17%-30%,为自供电纳米器件奠定了物理基础。 王钟林相信,纳米发电机在生物医学、军事、无线通信和无线传感等领域具有广泛的应用前景。它可以收集人体运动、肌肉收缩、血液流动等产生的机械能,并将其转化为电能,为纳米器件或系统供电。 (责任编辑:泉水) |