18新利最新登入王中林教授是如何工作的

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王中林教授看起来像小电路板和能产生电流通过一个简单的紧缩。看到更多的电子零件的照片。
Zhong Lin (Z.L.)礼貌王/乔治亚理工学院

自从爱迪生发明了电灯泡,科学家们寻找更好的方法来力量。这种搜索导致主要发展技术的两个关键领域:能源和电子产品。寻找更好的能源导致了大规模的电力服务,可充电电池,设备利用从周围世界的可再生能源,如风力涡轮机和太阳能电池板。在电子技术中,开发人员不断追求更便宜更强大的设备上使用更少的能源比他们的前任技术。

如果我们可以生产电力的生成只要活着吗?想象一下,如果你能保持你的iPod充电只需用手指敲桌子节拍的音乐或穿连帽衫的微型嵌入式电路板感觉你的脉搏。尽管这可能听起来像科幻小说,王中林教授将这种能源变成现实。

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王中林教授研究人员使用这个词来形容是一个小型电子芯片,可以使用身体的机械运动,如温柔的手指捏,发电[来源:ACS]。芯片集成电路蚀刻在一个灵活的表面,类似于内电路板组件电脑。“纳”前缀所暗示的那样,这些发电机是一个纳米技术,测量它的尺寸或技术如此之小的纳米(一米的1000000000)。所以,即使是最复杂和强大的王中林教授今天存在足够小两个手指之间举行。

王中林教授中的关键部件是由纳米线或类似的结构压电陶瓷材料。压电材料产生电流可以被弯曲或压力。中描述的18新利最新登入纳米线是如何工作的并排,数以百计的纳米线可以包装在一个空间小于人类头发的宽度。在这种规模,王中林教授的组件的灵活性相结合,即使是最轻微的运动可以产生电流。

除了非常小和响应,王中林教授越来越强大。2011年3月,研究人员测量了5个纳米发电机同时堆叠的输出。这个小栈一个微安的电流产生,产生3伏的能量,相当于两个AA电池(来源:ACS]。

想仔细看看王中林教授技术和王中林教授的实际应用将如何影响我们的生活?18新利最新登入让我们先从背后的一些研究王中林教授。

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王中林教授背后的发展

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Z.L.王先生和他的同事们佐治亚理工学院取得了重大飞跃发展中王中林教授在过去的十年里。
Zhong Lin (Z.L.)礼貌王/佐治亚理工学院

在“矩阵”中,以计算机为基础的生命形式有奴役人类在地球上,用自己的身体作为能源。人类作为计算机的有限的生命电池(电池可以充电,但不是无限期),类似于我们在电视遥控器使用AA电池。尽管“矩阵”是小说,研究人员发展中王中林教授发现现实利用人体能量的电子设备。

Zhong Lin博士(Z.L.)王的乔治亚理工学院(Georgia Tech)是一个主要研究员nanogeneration[来源:纳米]。十年多来,小王和他的团队一直在努力生产非常小电路它可以产生电流。佐治亚理工学院开发的纳米技术等项目的团队非常微小,研究人员必须使用显微镜看到他们做什么和仪器,可以创建和操纵微小的电子元件和测量它们的输出(来源:伊利诺斯州,文德兰花]。

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王博士的团队发展王中林教授完全在他们的实验室。小王和他的同事们首先创建所需的材料,然后编造的,每个王中林教授原型分析,措施和方案。这个开创性的研究小组已经成功驱动发光二极管(领导唉,二极管和一个液晶显示器(液晶显示器]完全使用nanogenerated权力[来源:GeorgiaTech]。

不同的团体已经尝试了不同的压电材料在王中林教授探索。普林斯顿大学的研究人员Michael麦艾尔派恩和Prashant Purohit宾夕法尼亚大学一直在使用锆钛酸铅,或压电陶瓷。虽然压电极其脆弱,McApline和Purohit发现如何塑造的材料所以可以伸展到百分之十而不会破坏[来源:18新利最新登入伯杰]。王1999年,成为第一个研究员使用氧化锌(氧化锌)作为压电材料用于王中林教授[来源:GeorgiaTech]。在2009年出版,王的团队优惠使用氧化锌的持续成功改善王中林教授[来源:陆,et al。]。

我们知道王中林教授的压电材料是关键组件。现在,让我们仔细看看,看看它如何产生电力。18新利最新登入

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发生了什么在王中林教授

这是一个微观观察的过程用于生长氧化锌纳米线。纳米线在中间,从铬电极左边向右边一个金电极。”width=
这是一个微观观察的过程用于生长氧化锌纳米线。纳米线在中间,从铬电极左边向右边一个金电极。
Zhong Lin (Z.L.)礼貌王/乔治亚理工学院

王中林教授由一个集成电路,组件由硅和压电陶瓷、蚀刻在一个灵活的表面,称为底物。在衬底的力量和其他属性重要工程王中林教授,魔术的电路。表面上,用肉眼,我们可以看到一系列的线条和盒子出现平,二维图像。18新利最新登入然而,微观看下灵活的外层芯片揭示了一个完全不同的三维图像。

在压电材料产生的电力。如前所述,王的氧化锌开发团队使用纳米线。每个纳米线的直径100 - 300纳米之间(线的宽度)。每个纳米线的长度大约是100微米;1微米= 100000纳米。从另一个角度看,注意线的长度(而不是宽度)是两个人类头发的宽度相同。

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王中林教授,王的团队高度的纳米线阵列衬底和地方硅胶电极导线的另一端。电极表面有一个“s”型行进。当一个小物理压力应用于王中林教授,每个纳米线弯曲并生成一个电荷。电极捕获电荷穿过王中林教授电路。整个王中林教授可能有几个电极获取权力从数以百万计的纳米线[来源:数值,科学日报]。

在自己的研究小组,麦艾尔派恩和Purohit王中林教授采取了不同的方法,使用压电陶瓷创建nanoribbons。每个nanoribbon约10微米宽,250到500纳米厚。他们第一次在氧化镁表面形成nanoribbons使用磷酸,然后删除它们。然后,他们修复nanoribbons能硅橡胶表面,当放松时,导致nanoribbons扣不打破。当nanoribbons弯曲,他们的运动发电在不破坏他们远离表面[来源:伯杰]。

形成的基本前提的基础上灵活的电线从压电材料,研究人员研究了每个发生器的方法来得到更多的权力。例如,王的实验室已经改善纳米线和在每个连续的设计电路。王报告说,在过去的十年里,他看到输出改善比当他开始超过十亿倍。

到目前为止,您已经看到了从里面王中林教授18新利最新登入是如何工作的。现在,让我们检查,你会发现王中林教授在工作在未来几年内。

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王中林教授:医学实际应用

王中林教授s embedded in clothing like a hoodie or T-shirt could bring a new meaning to the phrase, "the heart of rock and roll."”width=
王中林教授嵌入衣服像一个连帽衫或t恤会带来新的意义的短语,“摇滚的心。”
iStockphoto /思想库

医生需要可靠的技术力量设备植入病人控制或监测病人的健康。新利国际网站品牌官网这类设备的例子有心脏起搏器和连续葡萄糖监测系统。植入设备有一个固有的挑战:他们可以磨损随着时间或需要更换电池或一个复杂的外部电源。

通过使用王中林教授,医生们可以植入新一代的这些设备有能力保持动力,持续一段时间以最小的身体入侵[来源:Medgadget]。这些设备将利用非随意运动的能量如心跳或肺部扩张。简而言之,你可以用你的身体来保持活着的设备能让你活着。此外,通过使用无毒材料氧化锌压电材料,有一个更好的机会植入王中林教授没有伤害身体(来源:数值)。

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王中林教授医学之外的什么?研究人员认为,王中林教授可能很快就会给你的iPod智能手机。因为王中林教授如此之小,他们可以很容易地嵌入在t恤或连帽衫的布,所以你的iPod可以使用你的脉搏保持其内部电池充电。王预计王中林教授他的团队开发了此类产品的一部分,可在5年内购买(来源:]。

使用王中林教授的附带好处是他们可能对环境产生积极的影响。王中林教授使用可再生资源:身体运动的动能。他们创建的比电池更环保材料,并有可能减少浪费与电池生产和处理。不过,影响很小,实际上,由于规模和王中林教授的权力有限。时间会告诉我们如果王中林教授将可行的驱动更大的设备(如笔记本电脑。

王中林教授可能不会替换电池,至少不是在不久的将来。你仍然需要电池备份设备,你不是普通的身体接触,如闹钟。你也想确保一些设备继续运行悠闲地,即使你不使用或接触他们,比如你的智能手机。也许在未来,制造商将王中林教授与某种类型的可充电电池系统创建一个可靠的电源,减少对环境的影响。

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更大的链接

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  • 伯杰,迈克尔。“呼吸,王中林教授将电力起搏器。”纳米werk. Feb. 18, 2011. (Apr. 24, 2011) http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=20192.php
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