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近日，美国佐治亚理工学院教授王中林的研究小组的最新成果――由超声波驱动的直流纳米发电机发表在4月6日出版的美国《科学》杂志上。
王中林教授研究小组让氧化锌纳米线在单晶氮化镓衬底上均匀地竖起生长，在纳米线的生长过程中，由于催化剂的作用，一层氧化锌薄膜同时沉积在所有纳米线的底端，因此可以直接用于纳米发电机的一个电极。而另一个电极则被放置于纳米线的顶端，并用柔软的聚合物将四周固定。为了能实现电能的储存和释放，顶部电极与纳米线的接触面被设计成了锯齿状并覆盖了一层数百纳米厚的金属铂(如下图)。锯齿状电极是该发明的核心，它模拟了一列拨动纳米线针尖阵列的作用。在顶部电极和纳米线之间还留有一个很小的间隙，使得它们能够进行一定程度上的相对振动或形变。当外界环境中的振动波(在实验中用超声波代替)传到纳米发电机上时，会导致顶部电极的上下振动以及纳米线的左右摆动或共振。
王中林介绍说，摆动中的纳米线将很有可能接触到与之相邻的铂电极表面，由于纳米线所具有的压电效应和它与铂电极间形成的肖特基势垒，每次接触均是通过纳米线带负电势的内表面把形变产生的压电电能释放出来。肖特基势垒的整流作用使得输出的电流为直流，纳米发电机表现出了对超声波良好的响应。在41千赫的超声波的作用下，只有2平方毫米面积的基片能输出约1纳安(nA)的连续电流，并且其电流输出可以保持一个多小时而没有任何衰减。这一原创性设计在世界上率先实现了一种适应性广、生产成本低，并能从周围环境中收集并转换能量的纳米发电机。
王中林教授目前还兼任国家纳米科学中心海外主任。 （资料来源：根据中科院网站信息摘编）
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