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| 【視野】美國華人科學家成功發明交流納米發電機 |
| （時間:2008/11/20 9:40:25） |
繼２００６年研制出第一代納米發電機，２００７年發明直流納米發電機，２００８年發明纖維納米發電機后，美國佐治亞理工學院華人科學家王中林領導的研究小組再次取得新成果，開發出了由高分子薄膜封裝的交流納米發電機。
有關這一最新成果的論文發表在新一期的英國《自然·納米技術》雜志網絡版上。王中林１１日接受新華社記者采訪時說，交流納米發電機是納米電源研究領域的一個重大突破。在環境機械能的轉換和輸出方面，這一新型發電機提供了一種嶄新的技術，并將納米發電機朝實際應用方向推進了一大步。
王中林研究小組于２００６年利用豎直結構氧化鋅納米線，發明了將機械能轉化為電能的世界上最小的發電裝置——直立式納米發電機。在第一代直立式納米發電機基礎上，他們又分別于２００７年和２００８年相繼發明了直流納米發電機和纖維納米發電機。
盡管這些直立式發電機取得了巨大成功并衍生出基于不同襯底的模型，但其進一步發展也面臨障礙。其中一個挑戰來自于驅動電極與氧化鋅納米線距離的精確控制，少量的誤差都會造成發電機不能正常工作。另外，直立式發電機工作時自由端和驅動電極要不斷接觸和摩擦，這就可能造成納米線和電極的磨損，進而影響納米發電機的性能和壽命。
為解決這些問題，研究小組嘗試使用封裝的水平式氧化鋅納米線，最終成功發明了封裝型交流納米發電機，有效克服了直立式發電機的設計缺陷。在交流納米發電機中，氧化鋅納米線被固定在彈性高分子襯底上，避免了電極與納米線的摩擦，從而提高了發電機的穩定性和壽命。更重要的是，在這一新型發電機中，不用再對驅動電極與納米線距離進行精確控制，這就降低了發電機的制造工藝難度和成本。另外，與纖維納米發電機相比，交流納米發電機還克服了不防水的弊病。
王中林介紹說，交流納米發電機中單根氧化鋅納米線所輸出的電壓最高可達５０毫伏。如不考慮基片能量損耗，就氧化鋅納米線而言，發電效率可達７％。如果把大量氧化鋅納米線集成在同一個襯底上，其輸出功率可望大幅提高。交流納米發電機還可以很容易地被封裝在彈性材料中，這就大大地擴展了它的工作環境和應用范圍。
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