海洋能摩擦纳米发电网络的能量管理研究获进展
伴随人类社会的发展,能源始终是关键和重要的话题,它是人类生产、生活中不可或缺的物质基础。近年来,由化石燃料燃烧所导致的气候恶化和能源危机引起了世界范围内的关注。因此,当前急需寻找其他可再生的清洁能源。海洋波浪能储量丰富,且几乎不依赖于环境条件,是一种有望大规模应用的可再生能源。然而由于缺乏有效且经济的能量采集技术,这种能源很少被开发使用。目前,大多数波浪能发电装置都是基于电磁感应发电机,具有笨重、体积庞大、价格昂贵、易腐蚀、在海浪频率下效率低的缺点。所以,需要寻找一种小型、轻量化、经济的、一体化水波能量收集方法。 摩擦纳米发电机(TENG)提供了一种将机械能转化成电能的新途径,具有收集海洋表面波浪能的巨大潜能。2014年中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林提出“蓝色能源”的思想,将成千上万的发电单元连接成TENG网络用来收集大范围的波浪能。之后,内嵌金属球的格子状结构和球壳结构单元组成的发电网络被研制出来,以及通过弹簧......阅读全文
柔性摩擦电发电机在美诞生
美国佐治亚理工学院的一个科研组日前称,他们开发了一种透明的柔性摩擦电发电机,能利用走路时的机械能发电。摩擦电是自然界最常见的现象之一,因为很难收集利用而被忽略。 他们开发的发电机通过聚酯纤维薄片与聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄片的摩擦来产生电力。当摩擦发生时,两层聚合物薄膜之间产生电荷分离并
我国学者采用碳基摩擦纳米发电机研发冷阴极电子发射器
场发射冷阴极作电子源的真空电子器件具有结构简单、响应快、无辐射抗干扰、功耗低和工作温度区间宽等特点,有望实现器件频率和功率的突破以及整体性能的提升。场发射冷阴极作为真空微电子器件的核心部件,其性能的好坏直接影响着器件的整体性能。冷阴极材料的选择、制备及场发射性能对冷电子源真空器件的性能和寿命具有
微型纳米发电机问世-心脏跳动可发电
一种微型“纳米发电机”可植入体内,从心脏跳动获得能量,向动物活体内植入的传感器提供电能。 近日,科学家最新研究显示,一种微型“纳米发电机”可植入体内,从心脏跳动获得能量,向动物活体内植入的传感器提供电能,为体内低血糖等多种疾病状况进行早期预警。 目前,科学家已成功地将“
纳米薄膜催生发电奇想
一阵微风,能烧热你家的电饭锅;一片安静的海,能点亮全中国的路灯。近日在北京召开的“纳米能源与纳米系统国际学术会议”上,中科院外籍院士王中林告诉科技日报记者,他的“纳米发电机”能够完美利用一切轻柔的能量,比如风和浪。 “我们为什么要建大坝蓄水,让水带动发电机高速旋转呢?因为低频率的机械能难以转化
纳米薄膜催生发电奇想
一阵微风,能烧热你家的电饭锅;一片安静的海,能点亮全中国的路灯。近日在北京召开的“纳米能源与纳米系统国际学术会议”上,中科院外籍院士王中林告诉科技日报记者,他的“纳米发电机”能够完美利用一切轻柔的能量,比如风和浪。 “我们为什么要建大坝蓄水,让水带动发电机高速旋转呢?因为低频率的机械能难以
“旗形”构造-高效采“风”
摩擦纳米发电机作为高效的能量收集和转换新途径,在风能、水能、波浪能等各种机械能的收集转换中得到了广泛地拓展应用。其自供电的特性更为自然环境中设备运行的持续供能提供了一种理想方案。 近日,大连海事大学轮机工程学院教授徐敏义团队提出并系统性研究了一种新型防潮且自适应风向的旗形摩擦纳米发电机。不仅
纳米结构在摩擦学中的应用
摩擦磨损性能材料的重要使用性能之一,研究纳米材料的摩擦磨损性能是研究纳米材料的特性、推进纳米材料实用化不可或缺的工作。晶粒尺寸对材料摩擦磨损性能的影响一直是材料科学家关心的问题。实验证明,即使是处于微米或者亚微米尺度范围内,晶粒尺寸也会对材料的摩擦磨损性能有重要影响。金属材料很多实验结果证明,当晶粒
不同材料纳米管具有不同摩擦特性
麻省理工学院(MIT)日前宣称,正在该校做访问研究的法国里昂大学研究人员发现,由不同材料做成的纳米管,具有意想不到的性能差异,有的表现为光滑,有的则非常粘滞。 纳米管的形状是一个像吸管一样的微型圆筒,直径只有头发丝的千分之一,可用于太阳能电池、化学传感器及强化复合材料等。目前纳米管的重点研究
纳米发电机-新时代的变革?
纳米发电机,是基于规则的氧化锌纳米线的纳米发电机,是在纳米范围内将机械能转化成电能,是世界上最小的发电机。目前纳米发电机可以分为3类。 一类是压电纳米发电机,压电纳米发电机是利用特殊纳米材料(氧化锌)的压电性能与半导体性能,把弯曲和压缩的机械能转变为电能的微型发电机。一类是摩擦纳米发电机,摩擦
科学家用摩擦效应实现高效能声音发电
近日,在中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士的领导下,由博士杨进、陈俊等组成的研究小组首次实现了利用摩擦效应的高效能声音发电。相关研究日前发表于《ACS纳米》。 声波无处不在,若能将声能加以收集并利用,将能够获得一种崭新的、可持续的能量源。然而,目前用于收集声能的压电和静电效应技术
我国科学家提出颠覆性海洋能采集方式
海洋能被誉为风能、太阳能等绿色能源之后的“蓝色能源”。然而,海浪发电转换率不高的问题一直困扰着科学家。最近,中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长、首席科学家王中林带领他的团队,首次提出了基于摩擦发电机网络结构的海洋能采集方式,颠覆了从前以电磁感应收集海洋能的方式,并有望在五年内实现产业化。“蓝
《自然》:蓝色能源新技术
海洋是孕育人类的摇篮,也蕴藏着巨大的能量,理论上,海洋完全可以满足地球上所有的能源需求,并且不会对大气造成任何污染,是一种可持续永久解决世界能源需求的途径。目前,中国科学院北京纳米能源与系统研究所的王中林院士团队正在致力于研究一种基于摩擦纳米发电技术的稳定实用的波浪能发电网络装置,该技术难题一旦
高电压纳米发电机和自驱动纳米器件问世
(a)基于垂直于基片生长的纳米线所设计的纳米发电机((VING)。(b)基于平行于基片多行生长的纳米线所设计的纳米发电机(LING)。(c)基于一行平行于基片生长的氧化锌纳米线所组成的纳米发电机。(d)在微小形变下能产生1.2伏输出电压的纳米发电机的光学照片。 继2006年发明纳米发电
北京纳米能源所揭示纳米发电机的理论源头
我们今天用的手机是无线通信的典型代表,而无线通信是基于电磁波来传播信息。那电磁波最初是如何被人们认识到的呢?这可以追溯到1861年伟大的英国科学家麦克斯韦提出的麦克斯韦方程组。由于其简洁、完美和对称性,该方程组在物理学十大方程中被誉为第一大方程组。当麦克斯韦根据当时掌握的实验证据推导这些方程式时
纳米发电机精确递送药物
近日,中国科学院北京纳米能源与系统研究所李舟课题组完成了磁性互斥结构植入式摩擦纳米发电机的研制,并与中科院过程工程研究所研究员魏炜等人合作,将其用于控制载药红细胞在肿瘤部位的定点药物释放,实现了高效的肿瘤治疗效果。相关论文刊登于《先进功能材料》。 随着科技工业的发展以及老龄化社会的来临,癌症已
评判纳米发电机的标准问世
近日,由中国科学院北京纳米能源与系统研究所和美国佐治亚理工学院共同参与的科研团队在纳米能源所首席科学家、中国科学院外籍院士王中林带领下,定义了摩擦纳米发电机的品质因数作为其标准,并对发电机的结构品质因数和材料品质因数分别进行了模拟计算和实验测量。该研究为摩擦纳米发电机的进一步应用和工业化奠定了基
国际纳米摩擦学知名专家访问兰州化物所
9月13日,应中国工程院院士、固体润滑国家重点实验室学术委员会主任薛群基研究员邀请,国际纳米摩擦学知名专家、美国俄亥俄大学生物纳米技术与仿生学纳米研究实验室主任Bharat Bhushan教授,国际能源署先进材料委员会副主席、乔治华盛顿大学能源研究所所长Stephen Hsu教授
科学家开发出透明的柔性摩擦电发电机
据物理学家组织网7月10日报道,由美国佐治亚理工学院的科学家领导的一个研究小组称,他们日前开发出了一种透明的柔性摩擦电发电机。这种微型发电机能将散步这样的机械能转化为电,能“感觉”到一根羽毛飘落下来产生的压力,能用来制造自供电的触摸屏,在电子产品、环境监测以及医疗设备制造等领域具有巨大的应用潜力
科学家提出蓝色能源新技术
海洋是孕育人类的摇篮,也蕴藏着巨大的能量,理论上,海洋完全可以满足地球上所有的能源需求,并且不会对大气造成任何污染,是一种可持续永久解决世界能源需求的途径。目前,中国科学院北京纳米能源与系统研究所的王中林院士团队正在致力于研究一种基于摩擦纳米发电技术的稳定实用的波浪能发电网络装置,该技术难题一
海洋电子与智能系统研究所团队发现收集波浪能新途径
波浪能的研究是海洋能源开发利用的热点。然而,传统的基于电磁发电技术的波浪能发电装置在低频低振幅的海浪作用情况下,很难有效的发挥发电效果。值得一提的是,摩擦电纳米发电机(TENG)作为新一代的能源器件,能够有效地将低频和低振幅的机械能转化为电能,为从海浪能中获取能量提供了一种新的实用途径。 近日
制备出梯度纳米结构降低合金摩擦系数
近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室卢柯研究组利用表面机械碾磨技术,在Cu-Ag合金表层制备出梯度纳米结构。该结构在高载荷干摩擦过程中,显著降低了Cu-Ag合金的干摩擦系数。相关研究已发表于《科学进展》。 机械运转时材料之间的摩擦会造成能量的损耗、工作效率降低及部件寿命缩短。
这项“杀手性”应用,可满足全世界的能源需求
纳米和能源有什么关联?纳米技术可能带动能源新的革命?十一届埃尼“前沿能源奖”对纳米发电机应用于新时代能源的前景给予充分肯定,并将该奖授予中国科学院外籍院士、欧洲科学院院士、中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长王中林,这也是对其“纳米发电机之父”地位的认可。 埃尼奖(Eni Award)被誉为
研究揭示氧化铟纳米颗粒表面羟基网络
近日,中科院大连化学物理研究所研究员侯广进团队在高场超快魔角旋转固体核磁共振(NMR)技术应用于材料结构表征研究中取得新进展。该团队借助高场超快1H MAS NMR技术,并结合17O NMR、1H-1H同核、1H-17O异核相关实验,对富羟基的氧化铟(In2O3)表面结构进行了深入分析,并利用高
纳米网络有望填补微创医疗技术空白
近日有消息表明,人类对抗癌症的手段将迎来全新的发展阶段,科学家正在致力于将纳米材料和通信与传感技术应用到癌症的微创治疗技术当中。植入人体的纳米传感器能够对癌细胞进行识别和定位,进而将诊断信息通过纳米网络及时发送给医护人员,实现对疾病的早期诊断和预防;通过纳米网络也能控制植入人体内的智能药物容器,
新型纳米光子电路显示量子网络潜力
电路显示量子网络潜力 科技日报北京8月4日电(记者张梦然)美国普渡大学团队将碱金属原子(铯)捕获在集成光子电路中,可充当光子(光的最小能量单位)的晶体管。这些被“捉”到的原子,首次展示了冷原子集成纳米光子电路构建量子网络的潜力。研究成果发表在最新一期《物理评论X》上。研究人员正在做实验。图片来源:美
摩擦发电新能源技术成果展示会在京举办
你有没有想过,你每走一步路、拍一下手,都有可能点亮一盏灯?这个科幻小说中才会出现的场景如今成了现实。3月18日,中国科学院北京纳米能源与系统研究所在京举办摩擦发电新能源技术成果展示会,展示了多项摩擦电发电机的最新研究成果。 纳米能源所首席科学家、中科院外籍院士王中林说,他们研发
科学家研发出纳米发电机
移动身体就可发电 研究人员已开发出一种纳米发电器,它可以将我们移动身体时自然产生机械能转化为电能。随着研究的深入,利用我们一天在办公室的活动,纳米发电机产生的电能,足够给我们的个人电子设备(如手机、MP3播放器、笔记本电脑等)供电。 有了它,我们可能迎来一个新时代:由于能从周围环境获
纳米能源所首次提出摩擦电子学新研究领域
最近,中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士领导的研究小组将摩擦纳米发电机与传统场效应晶体管相结合,研制出接触起电场效应晶体管,首次提出了摩擦电子学(Tribotronics)这一新的研究领域。相关研究成果于8月16日在线发表于ACS Nano(DOI: 10.1021/nn5039806
纳米科技重点专项项目负责人王中林院士荣获“埃尼奖”
埃尼奖(Eni Award)是世界能源领域的权威奖项,与计算机界图灵奖、数学界的菲尔兹奖及沃尔夫奖等并称为领域性的最高奖项。2018年7月23日,埃尼奖组委会决定将第十一届埃尼“前沿能源奖”(Energy Frontiers Prize)授予王中林院士,以表彰他首次发明纳米发电机、开创自驱动系