奈米线缝衣鞋走路发电 2华裔重大突破（图）

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美国二位华裔教授研发出一种氧化锌（ZnO）奈米线
，只要反覆弯曲，就可以产生电力，把此种奈米导线密封在薄膜内，放在鞋底、衣服或美国国旗内，任何风吹、声波或振动，以及身体有任何动作或移动，都可以产生电力；加以改善将可自我供电，做为小型电器的电源。



乔治亚理工大学教授王中林（图）及俄亥俄州达顿大学教授戴黎明研发"自我供电" 奈米发电机
（nanogenerator），有突破性发展。（取自乔治亚理工大学网站）

据考克斯新闻社报导，2006年，乔治亚理工大学华裔教授王中林利用氧化锌奈米导线的独特性质，发明了能将机械转化为电能的世界最小的发电装置──直立式奈米发电机（nanogenerator）。但是直立式发电机运作时，奈米线和驱动电极之间要不断接触和摩擦，造成奈米线和电极的磨损，影响奈米发电机的性能和寿命。

后来他和俄亥俄州达顿大学（Dayton
University）化学与材料工程系华裔教授戴黎明等，克服了直立式发电机的设计缺陷，将奈米线固定在衬底上，避免了与电极的摩擦，提升了发电机的稳定性和寿命，终于发明了交流奈米发电机。



俄亥俄州达顿大学（Dayton
University）化学与材料工程系华裔教授戴黎明。（取自达顿大学网站）

王中林表示这是很大的改进，如此以来不需要摩擦，只要能弯曲奈米线就能产生电能。

交流奈米发电机运作时，奈米线起到"电容"和"电荷帮浦"的作用，不断将机械能转换为电能，并有效输出。单根奈米线最多可释出50毫伏电压。他们把奈米线密封在薄膜内，可以防水、防汗和防止其他液体的侵蚀，避免使发电机失去作用。交流奈米发电机还可以很容易的封装在弹性材料中，大大扩展它的工作环境和应用范围。

王中林说："这是向迈进实用的一大步。"把这些奈米线层层重叠起来，可聚合成奈米带（nanobelt）。未来将可产生足够的电力，更具有商业价值，作为类似iPod这样的MP3播放器的电源，或军用侦测器和无线电的电源，还可以利用于植入式生物医疗感应器、生物医疗监视系统等等。

这项研究成果，是把超微小奈米科技的精准性与压电效应（piezoelectric
effect）相结合。压电效应是指某些物质受到压力就会产生发电的效应。

王中林是"弹性充电泵"（flexible charge
pump）计划的首席研究员。不过，目前他们研发的新奈米发电机只能产生45毫伏(特)（millivolt，千分之45伏特）的电力。一个普通的AA电池所产生的电力，大约是此种奈米发电机的33倍。

要用此种装置取代普通的电池，还有许多地方需要改进。要达到商业化的用途，王中林预测说："可能还需要3年的时间。"