http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 11:22:26 來源:中國傳感器
納米傳感器具有敏銳的靈敏度,體積也極其微小。它們的用處多多,如檢測血液中疾病分子的跡象;探測空氣中的有毒氣體;追zhui查zha食shi品pin中zhong的de汙wu染ran物wu等deng。但dan要yao將jiang這zhe些xie設she備bei做zuo到dao完wan全quan小xiao型xing化hua,電dian池chi和he集ji成cheng電dian路lu就jiu成cheng了le其qi攔lan路lu虎hu。美mei國guo喬qiao治zhi亞ya理li工gong大da學xue的de材cai料liao科ke學xue家jia王wang中zhong林lin教jiao授shou利li用yong壓ya電dian技ji術shu發fa明ming的de微wei型xing發fa電dian機ji給gei納na米mi世shi界jie帶dai來lai了le全quan新xin的de動dong力li。如ru果guo他ta能neng獲huo得de成cheng功gong,生sheng物wu和he化hua學xue納na米mi傳chuan感gan器qi今jin後hou將jiang能neng自zi己ji給gei自zi己ji供gong電dian。
早在一個世紀前,人們就已經知道了壓電效應的存在,即晶體材料在機械壓力下可產生電勢。但2005年(nian),王(wang)中(zhong)林(lin)首(shou)次(ci)向(xiang)人(ren)們(men)展(zhan)示(shi)了(le)納(na)米(mi)層(ceng)級(ji)的(de)壓(ya)電(dian)效(xiao)應(ying)。他(ta)用(yong)原(yuan)子(zi)顯(xian)微(wei)鏡(jing)的(de)探(tan)針(zhen)針(zhen)尖(jian)去(qu)彎(wan)曲(qu)單(dan)個(ge)的(de)氧(yang)化(hua)鋅(xin)納(na)米(mi)線(xian),當(dang)納(na)米(mi)線(xian)彎(wan)曲(qu)並(bing)回(hui)複(fu)到(dao)原(yuan)有(you)形(xing)狀(zhuang)時(shi),由(you)鋅(xin)和(he)氧(yang)離(li)子(zi)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)勢(shi)就(jiu)能(neng)驅(qu)動(dong)電(dian)流(liu)。在(zai)最(zui)初(chu)的(de)試(shi)驗(yan)中(zhong),王(wang)教(jiao)授(shou)誘(you)導(dao)出(chu)的(de)微(wei)小(xiao)電(dian)勢(shi)僅(jin)幾(ji)個(ge)毫(hao)伏(fu)。但(dan)他(ta)確(que)信(xin),隻(zhi)要(yao)經(jing)過(guo)足(zu)夠(gou)多(duo)的(de)實(shi)驗(yan),他(ta)一(yi)定(ding)可(ke)以(yi)設(she)計(ji)出(chu)實(shi)用(yong)的(de)納(na)米(mi)電(dian)源(yuan),這(zhe)樣(yang)的(de)電(dian)源(yuan)甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)我(wo)們(men)身(shen)邊(bian)的(de)微(wei)小(xiao)振(zhen)動(dong),如(ru)聲(sheng)波(bo)、風乃至植入設備中血流量的波動。這些微妙的變動會使納米線彎曲而產生電力。
去年11月,王教授在一層聚合物中嵌入了氧化鋅納米線,結果產生了50毫伏的電勢,這是在微型傳感器供電技術的開發上向前邁出的重要一步。
王中林希望,這些發電機最終能被織入纖維中,這樣的一件襯衣所發出的電力足以給iPod這樣的隨身便攜設備充電。當然,目前納米發電機的輸出功率太低,還做不到這一點。王教授說,這需要200毫伏甚至更多的電勢,他計劃通過層疊納米線的方法來實現,不過這還需要經過5年到10年的精心設計。
yucitongshi,wangzhonglinyizhanshilexinxingnamichuanganqideshougeyuanjian。tasuochengdenamiyadianjishuliyonglezheyangdeshishi,jiyanghuaxinnamixianjinengzhanxianchuyadianxiaoying,tongshiyoushibandaoti。diyigetexingshideyanghuaxinnamixianbanyanjixiechuanganqidejiaose,yinweitamenhuiduijixieyinglizuochufanyingchanshengdianli;第(di)二(er)個(ge)特(te)性(xing)則(ze)意(yi)味(wei)著(zhe),它(ta)們(men)可(ke)用(yong)於(yu)製(zhi)作(zuo)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)的(de)基(ji)本(ben)元(yuan)件(jian),包(bao)括(kuo)晶(jing)體(ti)管(guan)和(he)二(er)極(ji)管(guan)。不(bu)像(xiang)傳(chuan)統(tong)的(de)電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian),納(na)米(mi)壓(ya)電(dian)元(yuan)件(jian)不(bu)需(xu)要(yao)外(wai)部(bu)電(dian)源(yuan),它(ta)們(men)暴(bao)露(lu)在(zai)給(gei)納(na)米(mi)發(fa)電(dian)機(ji)供(gong)電(dian)的(de)同(tong)樣(yang)的(de)機(ji)械(xie)應(ying)力(li)下(xia)時(shi),自(zi)身(shen)就(jiu)能(neng)發(fa)電(dian)。
一yi旦dan將jiang納na米mi壓ya電dian元yuan件jian從cong外wai接jie電dian源yuan的de桎zhi梏gu中zhong解jie放fang出chu來lai,就jiu有you可ke能neng開kai辟pi多duo種zhong實shi際ji應ying用yong。集ji成cheng有you納na米mi發fa電dian機ji的de一yi個ge納na米mi壓ya電dian助zhu聽ting器qi就jiu可ke以yi用yong到dao多duo根gen納na米mi線xian,每mei一yi根gen可ke調tiao諧xie到dao各ge種zhong聲sheng波bo的de不bu同tong振zhen動dong頻pin率lv。納na米mi線xian將jiang聲sheng波bo轉zhuan換huan成cheng電dian信xin號hao並bing進jin行xing處chu理li,以yi便bian它ta們men能neng直zhi接jie傳chuan送song給gei大da腦nao中zhong的de神shen經jing元yuan。這zhe樣yang植zhi入ru的de神shen經jing假jia體ti不bu僅jin比bi傳chuan統tong助zhu聽ting器qi更geng緊jin湊cou、更靈敏,而且還無需因更換電池而拆除。納米壓電傳感器也可用於檢測飛機發動機中的機械應力,隻需幾個納米線元件就能監測壓力、處理信息並給機上電腦通報相關數據。無論是在身體中還是在空中,納米設備最終將遍布我們周圍的世界。