中国科学家研制出纤维纳米发电机

    美国乔治亚理工学院材料科学与工程系纳米技术专家王中林教授领导的研究小组，最近发明了一种可以利用运动产生电力的新型纤维，这就是纤维纳米发电机，这是继前年和去年开发出直流纳米发电机之后，中国科学家的又一次发明。

    2月14日出版的《自然》杂志发表文章说，著名材料学家王中林的研究小组继前年和去年开发出直流纳米发电机之后，在纳米发电领域再次取得突破性进展：通过在弹性纤维上生长氧化锌纳米线，他们成功地将纤维的低频震动转化为电能。

    王中林是国家纳米中心海外主任、美国佐治亚理工学院校董事教授。从2006年开始，王中林小组相继发明了纳米发电机、直流发电机。在2006年他首次提出了压电电子学（Piezotronics）的概念和新研究领域。由于氧化锌具有独特的半导体和压电性质，弯曲的氧化锌纳米线能在其拉伸的一面产生正电势，压缩的一面产生负电势。氧化锌半导体和金属电极之间的肖特基势垒则能控制电荷的积累与释放，从而实现机械能到电能的转化，并有效释放。

    2007年初，基于压电电子学原理，王中林研究小组用超声波带动纳米线阵列运动，研制出能独立从外界吸取机械能、并将之转化为电能的纳米发电机模型。在超声波带动下，这种纳米发电机已能产生上百纳安的电流。但是王中林说，目前这种由两根纤维组成的纳米发电机的输出功率还很小，这主要是由于纤维的内阻较大以及纤维之间接触面积较小造成的。目前，他们正努力提高这种基于纤维的纳米发电机的输出能量。例如，通过在纤维上预先镀一层导电材料然后生长氧化锌纳米线，可以明显降低纳米发电机的内阻，进而可提高纤维基纳米发电机的输出电流；也可以通过增加纤维的数量来提高纳米发电机的输出能量。

    文章的审稿人认为：“这是一项很有创意、具有突破性的研究......作者的思路是革命性的。”王中林认为，新成果将为纳米发电机在生物技术、纳米器件、个人携带式电子设备以及国防技术等领域的应用开拓了更为广泛的空间。

    “今天，纳米科技已经从早期对纳米材料结构和基本物理化学特性的研究，发展到利用纳米材料的优良特性有目的地制造纳米器件，各种各样的纳米器件被纷纷制造出来，如纳米传感器、纳米电动机甚至纳米机器人等。”王中林说，“但与此同时，为这些微型化、集成化的纳米器件提供能量的仍是传统电源，如电池。因此，迫切需要开发出纳米尺度的电源系统，为纳米器件的进一步小型化、集成化提供基本能源。”

    目前，已经有BBC、NBC、PBS、《国家地理》等多家国际权威新闻媒体对这一重要的科学成果进行了报道。