美國華人科學家研制出“纖維納米發電機”
2008-02-15 來源：中國聚合物網
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(a) 低倍掃描電子顯微照片顯示兩個互相纏繞的、表明長有氧化鋅納米線陣列的纖維，其中一個鍍有金。(b) 高倍掃描電子顯微照片顯示兩纖維界面處的納米線對納米線結構。(c) 顯示多根纖維組成的纖維納米發電機的串/并連式連接來提高輸出電壓/電流。(圖片來源：王中林實驗室)
據14日出版的英國《自然》雜志報道，美國華人科學家王中林領導的科研小組日前研制出一種能產生電能的新型納米纖維。
報道說，王中林是美國佐治亞理工學院教授、著名材料學家，他領導的研究小組研制的這種纖維能用來織成布料，布料可用于制造利用人體運動來發電的衣服、鞋和生物植入物如起搏器等。
這個研究小組的科學家給名為ＫＥＶＬＡＲ的合成纖維（一種質地堅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，形成許多凸起的晶體棒，就像卷式發梳上的梳齒。當有機械應力如彎曲、擠壓、拉伸等作用于這些氧化鋅晶體“發梳”時，它們就會產生電壓。
科學家解釋說，一些晶體的結構比較特別，缺乏對稱性，當這種晶體受到壓力而改變形狀時，便會放出少量的電流，這就是壓電效應。氧化鋅就具備產生壓電效應的特性。
科學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“發梳”被涂上了一層薄金，可作為電極，另一種的表面是未經處理的氧化鋅晶體“發梳”。當這兩種纖維相互摩擦時，涂金且較硬的“發梳”使沒有涂金的“發梳”的梳齒彎曲，由于壓電效應，氧化鋅晶體上出現電荷。這兩種纖維末端的電線可以將電流輸送到照明裝置上，從而實現機械能到電能的轉換。
王中林說，目前這種由兩根纖維組成的納米發電機的輸出功率還很小，這主要是由于纖維的內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電機的輸出能量。
王中林認為，新成果為納米發電機在生物技術、納米器件、個人便攜式電子設備以及國防技術等領域的應用開拓了更為廣闊的空間。
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