納米發電機：化機械壓力為電流

科學家已經研制出了一種非常小的發電機，能夠將人體行走時自然產生的機械能轉化為電流。隨著進一步的研究，這種納米發電機有望使個人電子設備——例如移動電話、MP3播放器，甚至小型的筆記本電腦——所需的能量全部來源于一個人在辦公室中的日常行動。通過由電池提供電能轉變為由周圍的環境提供能量，這項新技術同時還為長效的微傳感器以及微型醫療器械的研制開辟了一個新的領域。

早在19世紀80年代，科學家便證明了一些物質具有將機械壓力轉化為電流的能力，即所謂的壓電效應。長期以來，這種效應只有一些零星的應用，例如它能夠向植入兒童運動鞋鞋底中的發光二極管（LED）提供能量，并且它還能夠產生火花，從而點燃加注了丙烷的蠟燭以及壁爐點火器。然而迄今為止，尚沒有人能夠將這種從本質上來說是免費的能量引入一些非常小的裝置——特別是在納米量級上，這種裝置的大小僅僅是人的一根頭發絲直徑的幾千分之一。實際上，納米尺度的壓電裝置具有非常重要的價值，這是因為它們的運轉永遠不需要提供能量或充電。

如今，美國亞特蘭大市佐治亞理工學院的一名科學家已經實現了這一突破。在3月26日于猶他州鹽湖城召開的美國化學會國內大會上，材料科學家王中林向與會者介紹了他們研制的**臺納米發電機。這一裝置依賴于像剛毛一樣纏繞在一個金屬電極以及被夾入一個剛性聚合物內部的具有彈性的氧化鋅納米線。當施加壓力后，這種聚合物會向著氧化鋅納米線彎曲，從而產生電流。

截止目前，王中林的研究小組已經能夠由此形成0.2伏特的電壓，盡管只有6%的功效——仍低于傳統電池的性能，但王中林認為，如果將許多臺納米發電機結合在一起，已經足以產生實際應用。

奧斯汀市得克薩斯大學一名從事機械工程研究的研究生DanielEils認為，納米發電機是為單機裝置提供能量的一項具有奠基意義的**。目前正在進行類似研究的Eils表示，“隨著納米發電機設計與現有納米技術和電路的結合”，這一概念“將迅速成熟”。

 

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