邊走路來邊發電

手機從幾天充一次電變成一天充一次電，再然後，現在很多人出門都帶著移動電源。因為手機和人類一樣是要消耗能量的，而且和人類一樣，離開舒服的室內環境，能量消耗得更快。很多人可能都想過，要是有一台小巧精幹的發電機就好了，最好是邊走路邊發電。

納米器件尺寸微小、功耗小，反應靈敏，具有很多宏觀器件所沒有的獨特優勢，所以一直是納米學術界最前沿、最活躍的研究領域。但要真正讓這些微小器件工作起來，必須給它們輸入電能，而只有實現了自帶電源的納米器件才可視為真正的納米系統，而且這個供電系統也必須小型化。但目前的研究還只集中在納米器件的本身，沒有考慮「電源」問題。

人在走路、呼吸時也會產生能量，這些通常都會被我們忽略掉，但自身產生的能量，能不能轉化成納米器件所需要的電能呢？也就是，能不能收集周圍環境中微小的振動機械能並轉變為電能，來為其他納米器件，如感測器、探測器等提供能量？這種振動機械能非常普遍，空氣和水的流動、引擎的轉動、空調或其他機器的運轉等引起的各種頻率的雜訊，人行走時肌肉伸縮能或腳對地的壓縮能等，甚至在人體內由於呼吸、心跳或是血液流動帶來的體內某處壓力的細微變化也有可能帶動納米發電機產生電能，如果有一種微型的裝置，能把被我們忽略的那些極小的能量，轉化為電能輸送納米器件，同步實現器件和電源的小型化，那多理想啊。

於是納米發電機的研究應運而生。

美國喬治亞理工學院王中林教授的研究組在納米發電機領域一直走在世界的前列。他們嘗試了運壓電材料來解決材料問題。也就是你對它施加壓力，會產生電位差的特殊材料，它們能把機械能轉為電能，也能把電能轉為機械能。

王中林教授研究組嘗試的這種納米發電機，是利用豎直結構的氧化鋅納米線的獨特性質，可以成功地在納米尺度下將機械能轉化成電能。通過用導電的原子力顯微鏡探針將豎直的氧化鋅納米線彎曲，輸入機械能，同時，氧化鋅納米線的壓電效應把機械能轉化成為電能。

有類似想法的還有韓國的一個研究小組。2010 年他們報道的納米發電機也是使用氧化鋅納米線材料，利用壓電效應，把聲波引起的外界壓力變化轉換為電能。

在試驗過程中，研究人員製作的發動機在100分貝的聲波下得到了50毫伏的電壓。雖然這只是一個很低的電壓值，但他們相信這種設計有可能在未來應用到各種移動的電子設備中，甚至是大規模的環境方面的應用。例如：通過公路上的雜訊來發電。

雖然納米發電機還只是概念上的設計，要實現規模化的應用還需要時日。但納米發電機的發明開啟了納米科學和技術的新篇章，為自發電的納米器件奠定了原理和理論基礎。我們相信，有朝一日，利用摩擦生電現象來給個人電子產品充電的夢想一定會成真。

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