超细纤维丝变成“发电机”

　　现年47岁的王中林是美国佐治亚理工学院教授、著名材料学家。他领导的科研小组的这一成果刊登在2月14日的英国《自然》杂志上。实验过程中，他们把凯芙拉合成纤维放入化学溶液中，在纤维丝上镀上氧化锌。镀在纤维丝上的氧化锌会“长”出直径仅为头发1800分之一的纳米线。长满纳米线的纤维丝就像“女士卷发用的发卷”。将两个“发卷”平行放置，给其中一个镀金或其他金属，金属可以和氧化锌形成类似二极管的导电效应。然后在马达带动下，两个“发卷”相互错动摩擦，一拉一松。由于氧化锌的“压电效应”，纳米线的形变便可产生电能。

　　所谓压电效应，是指某些电介质在受到机械压力时，哪怕这种压力微小得像声波振动那样小，都会产生压缩或伸长等形状变化，从而引起电介质表面带电的物理现象。例如，日本的铁路曾试验在十字转门下面放置特种地毯，把无数乘客走步的压力转变成电能。法国科学家建议利用降落到建筑物上的雨滴发电。

　　穿“发电衣”可听iPod

　　王中林等人的这项成果其最大吸引力在于，只要衣服穿上身无需做任何特别的动作，织物就可自行发电。王中林说：“这项研究的重点在于如果你被风吹、听到声波或者受到振动，你的衣服都会发电，你不必做特殊的运动。”

　　利用纤维成功进行纳米发电，意味着“发电衣”等柔性、可弯曲的发电体在不远的将来都会成为现实，甚至微风吹动的帐篷也能发电。王中林根据目前的原型估算，将来用这样的纤维制成的织物，每平方米的输出功率可达80毫瓦，足以驱动一部iPod随身听或者为一块手机电池充电。因此，它可以用于远足者或者士兵的野外活动，也可以为生物医学或环境监测中的微型传感器提供电能。

　　未来应用前景十分广阔

　　王中林说，与他们此前研发出的直流纳米发电机相比，纤维纳米发电机的突破在于：一，生长纳米线的基片从硬质、昂贵的硅材料换成了柔软、便宜的纤维丝。美国杜邦公司的凯芙拉纤维几美元就可以买一大捆。二，带动纳米线摩擦错动的机械运动由之前频率较高的超声波改为更容易获取的低频机械运动。

　　低频机械运动的成功利用更具有突破性意义。跑步、走路、心跳等产生的机械能从理论上讲都可以转化为电能，这些昔日被白白浪费掉的能量将来都可以被利用起来。另外，纤维纳米发电机的材料都是生物安全材料，整个过程无排放、无污染。

　　目前，王中林他们已成功制成数百个纤维纳米发电机。不过当外界环境变得潮湿时，氧化锌的导电能力就会退化。因此他们正在研究新方法。

　　据悉，王中林的新成果为纳米发电机在生物技术、纳米器件、个人便携式电子设备以及国防技术等领域的应用开拓了更为广阔的空间。而这种新型纳米纤维织成的布料可用于制造利用人体运动来发电的衣服、鞋和生物植入物（如起搏器）等。(现代快报)