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奇异纳米发电机茄克让仓鼠产生电流

发布时间:2020-03-23 13:37:24 阅读: 来源:垃圾袋厂家

科学家最新研制一种“纳米发电机茄克”,让仓鼠穿上以后,仓鼠在跑步机上连续跑动便能产生电能.目前,美国乔治亚州理工学院的研究人员已利用纳米技术通过轻叩手指取得电流——这使得使用黑莓手机、移动电话及其他掌上装备的用户进一步接近自行供电时期.该大学材料科学与工程专业资深教授王林中(音译)说:“通过纳米技术,我们乃至可以将变化多样的生物机械能转变为电能,这项技术可将多种情势的机械能转变为电能.”

据美国科技日报报导,仓鼠能够协助解决世界能源危机么?恐怕不行,但是日前1只穿着特制产生电能外衣的仓鼠正在崭新的可再生电力资源领域贡献着自己的“微薄”气力。

这1利用生物机械能产生电能的科学示范和研究报告发表在2月11日出版 的美国化学学会《纳米快报》期刊杂志上。这1研究显示王林中研究团队自2005年以来一直致力研究的纳米技术发电机可在不均匀机械运动的驱动下运行,诸如 声带运动、风吹旗动、手指叩动或是仓鼠活动。由于大多数的生物机械能是多变的,不像目前用来大规模供电的机械运动那样固定不变,所以从不规则运动中获得低 频能源是有重大意义的。

纳米发电机的产能机理是压电效应——某些金属,例如氧化锌金 属线,能够在屈伸变化间产生电流的一种现象。这些金属丝直径在100至800纳米之间,长度在100至500纳米之间。为了制作这一发机电,王林中研究团 队将单根氧化锌金属丝装入一个可曲折聚合物基板,金属丝的两端各与一个电器插头相连,并有一端连一肖特基二极管以控制电流。然后将其中一个单线发电机贴到 食指的关节区,或是将四个单线发电机相组合安装到一件穿在仓鼠身上的黄茄克里。仓鼠的跑动或抓挠,食指的拍敲叩动,都能使装有纳米金属丝的基板曲折,从而 产生微量交流电。仓鼠茄克中融入的四个纳米发电机可产生0.5纳安的电流,手指上的单一发电机产生的电流自然会更少。

王林中认为除手指叩动、仓鼠运动外,这1装置还可植入人体,从肌肉活动、血管舒缩等进程中取得能量,从而成为监测血压及其它生命体征的纳米装置供能。由于 这些装置产生的是交流电,将仓鼠背上的四个发电机所产生电流整合以得到最大电流是必不可少的,否则其中一个发电机所产生电流极可能与另外一电流相抵消。

王林中领导的这支研究小组利用单向曲折基板使金属丝同时共向曲折,虽然这样,每一个发电机的输出功率之间仍有较大差异。这些差异主要来自曲折程度的不同和手工 制作装置的不统一性。王林中指出,“纳米发电机必须保持同步,只有他们输出功率保持稳定,产生的电流才有运用价值。我们期望在不久的将来通过在设计及制造 工艺方面的进一步提高来解决这1问题。”

为确保所测得电流确切为发电机所产生,研究人员采取了多项预防措施。例如:用不具有压电性的碳化纤维取代氧化锌纳米金属丝做实验没有得到输出电流信号。王林中研究团队最初尝试给大老鼠全套设备这类产能外套,却发现这个小家伙对跑动毫无兴趣。

在 王林中教授女儿的建议下,研究人员发现仓鼠更合适进行这1实验,只不过仅限于夜间十一点以后。他们必须将实验装置做得像一件茄克,这样既可确保不会中途掉 落又能保证足够的空间供基板曲折,固然还不能太紧以避免仓鼠感到不适。王林中教授补充说:“我们认为这是纳米发电机利用活体动物产生电流的首例,这1研究显 示利用生物活动确切可以产生电流。”这1研究得到美国国防部高级研究计划署、美国能源部、美国空军、艾莫里-乔治亚理工大学癌症中心纳米技术处的支持。

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