美國(guó)華人科學(xué)家研制出可發(fā)電納米纖維
據(jù)英國(guó)雜志報(bào)道，美國(guó)華人科學(xué)家王中林領(lǐng)導(dǎo)的科研小組日前研制出一種能產(chǎn)生電能的新型納米纖維。
報(bào)道說(shuō)，王中林是美國(guó)佐治亞理工學(xué)院教授、著名材料學(xué)家，他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研制的這種纖維能用來(lái)織成布料，布料可用于制造利用人體運(yùn)動(dòng)來(lái)發(fā)電的衣服、鞋和生物植入物如起搏器等。
這個(gè)研究小組的科學(xué)家給名為KEVLAR的合成纖維(一種質(zhì)地堅(jiān)固重量輕的合成纖維)涂上四乙氧基硅烷，再在其上涂一層氧化鋅，氧化鋅向外生長(zhǎng)，形成許多凸起的晶體棒，就像卷式發(fā)梳上的梳齒。當(dāng)有機(jī)械應(yīng)力如彎曲、擠壓、拉伸等作用于這些氧化鋅晶體“發(fā)梳”時(shí)，它們就會(huì)產(chǎn)生電壓。
科學(xué)家解釋說(shuō)，一些晶體的結(jié)構(gòu)比較特別，缺乏對(duì)稱性，當(dāng)這種晶體受到壓力而改變形狀時(shí)，便會(huì)放出少量的電流，這就是壓電效應(yīng)。氧化鋅就具備產(chǎn)生壓電效應(yīng)的特性。
科學(xué)家研制了兩種涂有氧化鋅的纖維，其中一種上面的氧化鋅晶體“發(fā)梳”被涂上了一層薄金，可作為電極，另一種的表面是未經(jīng)處理的氧化鋅晶體“發(fā)梳”。當(dāng)這兩種纖維相互摩擦?xí)r，涂金且較硬的“發(fā)梳”使沒有涂金的“發(fā)梳”的梳齒彎曲，由于壓電效應(yīng)，氧化鋅晶體上出現(xiàn)電荷。這兩種纖維末端的電線可以將電流輸送到照明裝置上，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換。
王中林說(shuō)，目前這種由兩根纖維組成的納米發(fā)電機(jī)的輸出功率還很小，這主要是由于纖維的內(nèi)阻較大以及纖維之間接觸面積較小造成的。目前，他們正努力提高這種基于纖維的納米發(fā)電機(jī)的輸出能量。
王中林認(rèn)為，新成果為納米發(fā)電機(jī)在生物技術(shù)、納米器件、個(gè)人便攜式電子設(shè)備以及國(guó)防技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用開拓了更為廣闊的空間。
另?yè)?jù)中國(guó)科學(xué)院網(wǎng)站報(bào)道，王中林目前還擔(dān)任中國(guó)國(guó)家納米中心海外主任一職。
報(bào)道說(shuō)，王中林是美國(guó)佐治亞理工學(xué)院教授、著名材料學(xué)家，他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研制的這種纖維能用來(lái)織成布料，布料可用于制造利用人體運(yùn)動(dòng)來(lái)發(fā)電的衣服、鞋和生物植入物如起搏器等。
這個(gè)研究小組的科學(xué)家給名為KEVLAR的合成纖維(一種質(zhì)地堅(jiān)固重量輕的合成纖維)涂上四乙氧基硅烷，再在其上涂一層氧化鋅，氧化鋅向外生長(zhǎng)，形成許多凸起的晶體棒，就像卷式發(fā)梳上的梳齒。當(dāng)有機(jī)械應(yīng)力如彎曲、擠壓、拉伸等作用于這些氧化鋅晶體“發(fā)梳”時(shí)，它們就會(huì)產(chǎn)生電壓。
科學(xué)家解釋說(shuō)，一些晶體的結(jié)構(gòu)比較特別，缺乏對(duì)稱性，當(dāng)這種晶體受到壓力而改變形狀時(shí)，便會(huì)放出少量的電流，這就是壓電效應(yīng)。氧化鋅就具備產(chǎn)生壓電效應(yīng)的特性。
科學(xué)家研制了兩種涂有氧化鋅的纖維，其中一種上面的氧化鋅晶體“發(fā)梳”被涂上了一層薄金，可作為電極，另一種的表面是未經(jīng)處理的氧化鋅晶體“發(fā)梳”。當(dāng)這兩種纖維相互摩擦?xí)r，涂金且較硬的“發(fā)梳”使沒有涂金的“發(fā)梳”的梳齒彎曲，由于壓電效應(yīng)，氧化鋅晶體上出現(xiàn)電荷。這兩種纖維末端的電線可以將電流輸送到照明裝置上，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換。
王中林說(shuō)，目前這種由兩根纖維組成的納米發(fā)電機(jī)的輸出功率還很小，這主要是由于纖維的內(nèi)阻較大以及纖維之間接觸面積較小造成的。目前，他們正努力提高這種基于纖維的納米發(fā)電機(jī)的輸出能量。
王中林認(rèn)為，新成果為納米發(fā)電機(jī)在生物技術(shù)、納米器件、個(gè)人便攜式電子設(shè)備以及國(guó)防技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用開拓了更為廣闊的空間。
另?yè)?jù)中國(guó)科學(xué)院網(wǎng)站報(bào)道，王中林目前還擔(dān)任中國(guó)國(guó)家納米中心海外主任一職。
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