奈米發電新突破 心跳發電將成真

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【大紀元2011年04月05日訊】(大紀元記者王明編譯報導)由於奈米技術獲得突破性的進展,在可預見的將來,便能夠透過脈搏的能量提供iPod所需要的電力。研究人員稱,他們已研發出第一台可商業運轉的奈米發電薄膜。此技術是利用數百萬條能夠發電的納米細線,正確地在高分子材料層內排列,這些細線折彎時能發出極微小的電流,相當於兩個 AA電池串聯的3伏特的電壓。科學家預估,只要增加奈米細線和奈米發電薄膜,便能產生足夠的電力驅動如iPod或手機等較大的電子產品。

實際上該奈米發電薄膜是一片可彎曲的IC晶片,內部包含數百萬條氧化鋅材質的奈米細線。重點是當細線折彎時,便能發出極微小的電流。這種原理於一個多世紀前即被發現,稱為加壓應電效應(piezoelectric effect),是許多電子設備裡不可或缺的應用原理。

倘若把數百萬條能夠發電的納米細線,正確地在高分子材料層內排列,並適當地折彎就能產生電流,再將這些奈米細線結合在一起成為可用的電力。這就是美國喬治亞理工大學王中林(Zhong Lin Wang)和同事組成的團隊,過去六年努力達到的目標。

他們最新的原型晶片,大概約四分之一張郵票的大小,但是當五片晶片像三明治那樣一層層堆疊上去,就可輸出1微安的電流,和相當於兩個 AA電池串聯的3伏特電壓。透過手指擠壓的方式,即能產生相同的電力。這樣的電力足已點亮一個 LED燈,或者一般計算機的液晶顯示螢幕。

王中林自美國化學學會發出的新聞稿中說:「雖然僅有幾伏特的電能,可能不夠起眼,但與先前版本的奈米發電薄膜相比,已算是飛躍的進步了。將納米細線增多和更多片奈米發電薄膜堆疊在一起,便能產生足夠的電力驅動較大的電子產品,如iPod或手機充電。」

同樣的原理還能安裝在鞋底的可穿戴式電子裝置裡,如健身顯示器;或植入人體中,利用心跳的動能提供糖尿病人胰島素泵浦的長期運轉。而且也可以編成由輕微風力便能驅動的環境感應器,或者置於汽車輪胎中,用來產生額外的電力驅動汽車部份的零組件。

不過,這些裝置距離實際應用仍有一段長路要走。研究人員必須進一步找出輸出功率的改善方法,然後交由企業生產商業化的奈米發電薄膜。他預估第一片的商用薄膜將於未來3至5年內上市。

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