華裔教授奈米發電機獲重大突破

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日前由美國喬治亞理工學院華裔教授王中林領導的研究團隊發現，氧化鋅奈米線在機械力作用下會產生電力，證明有壓電效應。他們展示了一個微小到幾乎看不見的奈米線，它可將老鼠體內脈搏和肌肉收縮的能量轉換成電流。他們希望有朝一日，將這個奈米線發電機植入病人體內，由心臟提供植入病人體內的醫療裝置所需的電力。

據大紀元6月14日報道，在《科技回顧雜誌》刊登喬治亞理工學院材料科學與工程系教授王中林於2005年首次證明這些奈米線發電機。從那時起，他們已可以利用跑步的倉鼠和輕敲的手指所產生能量而產生裝置，且將壓電奈米線和太陽能電池結合。

他們的最新成果發表在《先進材料雜誌》上。研究人員放置氧化鋅奈米線在一個有彈性的聚合物基質，並以聚合物包裹來保護它，避免體液破壞。

研究人員即將有所突破，他們還建立了一個結合了數百個奈米線陣列裝置。據研究人員最近發表在自然雜誌《奈米技術》的論文顯示，這種裝置在1.2伏特電壓下，它的輸出電流約100毫微安培，產生 0.12微瓦特的電力。下一步就是在動物體內連接更高輸出的奈米發電機到奈米感應器。


除了氧化鋅奈米線之外，現存還有更好的壓電材料，可作為生物醫學應用。最有效的壓電材料是鋯鈦酸鉛。普林斯頓大學機械工程教授麥克麥卡爾平說，將機械力轉換成電流，鋯鈦酸鉛的效率是氧化鋅的10倍。鋯鈦酸鉛夾在矽膠層之間，醫療植入物使用此材料是將是他的研究重點。

如何產生更高電力輸出，將是這兩種材料的最大挑戰。將這些裝置植入動物體內而產生電力，這是令人驚歎的，但為了製造一個有意義的電力輸出的裝置，仍需努力。