自驱动型微纳系统和可持续自供型电源

2011年01月24日16:39 | 中国发展门户网 www.chinagate.cn | 给编辑写信 字号：T|T
关键词： 2010科学发展报告 2010 科学发展报告 中国科学院院士 

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美国佐治亚理工学院的王中林教授在《2010科学发展报告》上发表了题为“自驱动型微纳系统和可持续自供型电源”的文章，对自驱动型微纳系统的意义和研发进展作了扼要介绍。

文章首先对能源领域的研究作了简介。作者认为，该领域研究主要分为三大类：大范围能源的高效输运和利用；可持续绿色能源的开发、利用和储存；用于移动式驱动微纳系统的小电源。前面两大类是为了满足大范围的能源需求，而第三类研究则是新兴领域。

文章进而介绍了自驱动概念及其应用意义。自从手提电脑和手机等个人可移动电子产品普及以后，解决小范围的用电显得格外重要。在不久的将来，随着微纳系统的发展以及它们在原位人体健康实时监测、基础设施监测、环境监测及军事技术上得到应用，传统的利用蓄电池来提供电源的方法就不能满足或不能适应于具体的工作环境和要求。因此，作者在2005年就提出了自驱动的概念，其根本是利用从环境中收集的能量，通过能量转换来驱动这些微纳系统，实现能量自给。而今的自驱动概念已经成为世界上非常活跃的研究领域。

文章接着较为详细地阐述了作者所在研究组在此领域的研究历程和进展。2007年，该小组首次成功研发出由超声波驱动的直流纳米发电机。这一突破性进展开发出了不依赖于原子力显微镜并能连续不断输出直流电的纳米发电机的雏形，为技术转化和应用奠定了原理性的基础并迈出了关键性的一步。2008年，该小组又进一步研发出可以利用衣料来实现发电的“发电衣”的原型发电机，真正实现了“只要能动，就能发电”。该研究为实现柔软、可折叠的电源系统等打下了基础。

最后，作者认为，纳米发电机的发明可以被视为利用纳米压电发电科学现象到实际应用发展过程中的一个重要里程碑。该发明在生物医学、环境监测、无线通信、无线传感甚至到个人便携式电子产品等方面都具有广泛的重要应用。（摘自中国科学院“科学发展报告”课题组撰写的《2010科学发展报告》）

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