奈米发电新突破 心跳发电将成真

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【大纪元2011年04月05日讯】(大纪元记者王明编译报导)由于奈米技术获得突破性的进展,在可预见的将来,便能够透过脉搏的能量提供iPod所需要的电力。研究人员称,他们已研发出第一台可商业运转的奈米发电薄膜。此技术是利用数百万条能够发电的纳米细线,正确地在高分子材料层内排列,这些细线折弯时能发出极微小的电流,相当于两个 AA电池串联的3伏特的电压。科学家预估,只要增加奈米细线和奈米发电薄膜,便能产生足够的电力驱动如iPod或手机等较大的电子产品。

实际上该奈米发电薄膜是一片可弯曲的IC晶片,内部包含数百万条氧化锌材质的奈米细线。重点是当细线折弯时,便能发出极微小的电流。这种原理于一个多世纪前即被发现,称为加压应电效应(piezoelectric effect),是许多电子设备里不可或缺的应用原理。

倘若把数百万条能够发电的纳米细线,正确地在高分子材料层内排列,并适当地折弯就能产生电流,再将这些奈米细线结合在一起成为可用的电力。这就是美国乔治亚理工大学王中林(Zhong Lin Wang)和同事组成的团队,过去六年努力达到的目标。

他们最新的原型晶片,大概约四分之一张邮票的大小,但是当五片晶片像三明治那样一层层堆叠上去,就可输出1微安的电流,和相当于两个 AA电池串联的3伏特电压。透过手指挤压的方式,即能产生相同的电力。这样的电力足已点亮一个 LED灯,或者一般计算机的液晶显示萤幕。

王中林自美国化学学会发出的新闻稿中说:“虽然仅有几伏特的电能,可能不够起眼,但与先前版本的奈米发电薄膜相比,已算是飞跃的进步了。将纳米细线增多和更多片奈米发电薄膜堆叠在一起,便能产生足够的电力驱动较大的电子产品,如iPod或手机充电。”

同样的原理还能安装在鞋底的可穿戴式电子装置里,如健身显示器;或植入人体中,利用心跳的动能提供糖尿病人胰岛素泵浦的长期运转。而且也可以编成由轻微风力便能驱动的环境感应器,或者置于汽车轮胎中,用来产生额外的电力驱动汽车部分的零组件。

不过,这些装置距离实际应用仍有一段长路要走。研究人员必须进一步找出输出功率的改善方法,然后交由企业生产商业化的奈米发电薄膜。他预估第一片的商用薄膜将于未来3至5年内上市。

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