美国华人科学家研制出可发电纳米
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据报道,王忠林是佐治亚理工学院的教授和著名的材料科学家。他的研究小组开发的纤维可以用来编织布料,布料可以用来制作衣服、鞋子和生物植入物,比如利用人体运动来发电的起搏器。
这个研究小组的科学家在合成纤维凯夫拉尔(一种质地坚韧、重量轻的合成纤维)上涂上四乙氧基硅烷,然后再涂上氧化锌,氧化锌向外生长,形成许多凸起的晶体棒,就像辊梳上的梳齿一样。当机械应力,如弯曲、挤压和拉伸,作用在这些氧化锌晶体的梳齿上时,它们将产生电压。
科学家解释说,有些晶体有特殊的结构,缺乏对称性。当这些晶体在压力下改变形状时,它们会发出少量的电流,这就是所谓的压电效应。氧化锌具有产生压电效应的特性。
科学家已经开发出两种涂有氧化锌的纤维,其中一种涂有一薄层金,可以用作电极,另一种涂有未经处理的氧化锌晶体梳。当这两种纤维相互摩擦时,涂有金的坚硬的“梳子”会弯曲没有涂金的“梳子”的梳齿。由于压电效应,电荷出现在氧化锌晶体上。这两根光纤末端的导线可以将电流传输到照明设备,从而实现从机械能到电能的转换。
王忠林说,目前由两根纤维组成的纳米发电机输出功率仍然很小,这主要是由于纤维的内阻大,纤维之间的接触面积小。目前,他们正试图提高这种基于纤维的纳米发电机的输出能量。
王忠林认为,这些新成就为纳米发电机在生物技术、纳米器件、个人便携式电子设备和国防技术中的广泛应用开辟了道路。
根据中国科学院的网站,王忠林目前是中国国家纳米中心的海外主任。
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