일류는 특수한 나노재료 (산화아연) 의 압압압과 반도체 특성을 이용하여 구부리기와 압축 기계 에너지를 전기로 변환하는 압전나노 발전기이다. 또 다른 마찰 나노 발전기는 전자결합 능력이 다른 두 가지 재료를 이용하여 외부 회로에서 서로 접촉하여 전류를 생성할 때 전자를 얻고 잃는다. 현재 수직 접촉, 평면 슬라이딩, 단일 전극, 독립 레이어의 네 가지 모드가 있습니다. 세 번째 범주는 열전기 나노 발전기입니다.
기본 소개 중국어 이름: 나노 발전기 mbth: 나노 발전기 기준: 규칙 산화 아연 나노선은 세계에서 가장 작은 발전기로 기계 에너지를 전기 분류로 변환하는 기본 원리, 발전 전망, 사회적 평가를 포함한다. 기본 원칙 1. 압전 나노 발전기 원리 산화아연은 반도체와 압전의 이중효과를 가지고 있는데, 쇼트키 장벽은 산화아연이 단방향 전류를 출력할 수 있는 능력을 보증한다. 반도체가 금속과 접촉할 때 산화아연의 전자공함수가 백금 전극보다 작고 전자가 산화아연에서 프로브 (플루토늄 전극) 로 유입되고, 산화아연이 양전하를 띠며, PN 매듭과 비슷한 형태를 형성하기 때문이다. 외부 전기장 방향이 플루토늄 전극에서 산화아연에 이르는 경우 내부 전자는 전류를 흐르고 출력할 수 있습니다. 산화 아연 선이 구부러지면 양쪽의 전위가 생성됩니다. 산소 이온과 아연 이온이 상대적으로 움직이기 때문에 압축된 곳에는 음전기가 나타나고 스트레칭된 곳에는 양전기가 나타납니다. 백금 프로브는 제로 전위로 보입니다. 프로브를 압축된 쪽에 놓아야 결과 전위차가 양전기로 표시됩니다. 이는 PN 이 연결되어 외부 회로에서 전류를 생성하는 것과 같습니다. 반대로, PN 접합 역방향 포화 전류에 해당하며, 전류가 작아 전압 출력을 생성할 수 없다. 둘째, 마찰 나노 발전기의 원리는 나일론과 폴리 테트라 플루오로 에틸렌을 사용한다. 그들이 접촉할 때, 폴리 테트라 플루오로 에틸렌은 전자를 얻는다. 슬라이딩이 발생하면 접촉면을 떠나는 부분은 전기 중립이 필요하며 전자는 폴리 테트라 플루오로 에틸렌에서 나일론으로 흐르므로 외부 회로에서 하향 전류가 발생합니다. 양자가 접촉할 때 접촉면은 전기 중립을 유지하고, 이전에 흐르는 전자는 역류하여 전기 중립을 유지해야 외부 회로의 상향 전류를 실현할 수 있다. 압전발전기의 발전 전망, 현재 전망이 있는 것은 초음파 발전기와 굽은 유연성 발전기이다. 초음파 발생기는 3 층으로 나뉜다. 1 층은 텅스텐으로 칠해진 나선형 실리콘 전극이고, 가운데는 산화아연 나노선이고, 바닥은 전도성이 좋은 전극이다. 초음파에 의한 표면의 진동을 통해 산화아연은 구부러지고, 들쭉날쭉한 플루토늄 전극은 산화아연의 한쪽에 닿아 전류를 발생시킨다. 유연성 있는 발전기, 발전기는 유연성 있는 PDMS 재료로 만들어졌으며, 수평면에 평행하게 밀집된 산화 아연 나노선을 칠하고 나노선 양극에 금 전극 출력 전압을 칠했다. 기판을 구부리면 나노선이 구부러지고, 한 세그먼트는 양전기를 생성하고, 한 세그먼트는 음전기를 생성하며, 수직 면의 굽힘을 수평면에 도입하는 것과 같습니다. 미국' 과학' 은 조지아 공대 교수, 중국 국가나노과학센터 해외 주임 왕충림이 나노 척도에서 기계 에너지를 전기로 변환하는 데 성공하고 세계 최초로 나노 발전기를 성공적으로 개발했다고 보도했다. 베이징에 있는 왕충림은' 과학타임스' 와의 인터뷰에서 "이 연구 분야 10 년 동안 가장 흥미진진한 발명품이다" 고 말했다. 그는 이것이 국제 나노 분야에서 가장 흥미롭고 중요한 발견이며, 반드시 나노 학술계 전체에서 나노 전력 연구의 거대한 열풍을 불러일으킬 것이라고 생각한다. 조지아 공대 이사회 의장 교수와 이공대 특임주석 교수인 왕충림은 베이징대 이공대 선진자재와 나노기술학과 주임, 중국 국가나노과학센터 해외 주임이기도 하다. 이 일은 그와 박사 학생 송김휘가 공동으로 완성했다. 왕충림은 산화아연이 독특한 반도체, 광학, 생물학적 특성을 가지고 있으며 다른 나노 물질을 대체할 수 없는 기능을 가지고 있다는 것을 깨달았다. 따라서 그의 연구팀은 산화 아연을 기반으로 한 나노 물질의 합성과 응용에 주력해 왔다. 200 1 년, 그들은 Science 잡지에서 처음으로 산화 아연 반도체 재료인 tape 의 합성을 보도했다. 이 논문은 이미 1 100 회 이상 인용되었다. 나중에, 그들은 나노고리와 나노나선과 같은 설비를 개발했다. 왕충림은 나노 발전기가 생물의학, 군사, 무선 통신, 무선 감지에 광범위하게 적용될 것이라고 생각한다. 그는 이렇게 말합니다. "이 발명품은 나노 장치를 통합하고, 진정한 나노 시스템을 실현하며, 인체의 움직임과 근육 수축으로 인한 에너지와 같은 기계적 에너지를 수집할 수 있습니다. 음파 및 초음파에 의해 생성 된 에너지와 같은 진동 에너지; 유체 에너지 (예: 체액 흐름, 혈액 흐름, 동맥 수축) 는 전기로 변환되어 나노 장치에 공급된다. 이 나노 발전기는 어떤 나노 장치나 나노 로봇도 에너지 자급을 실현할 수 없도록 나노 장치나 시스템을 공급하기에 충분한 전력을 생산한다. " 신발 안에' 나노 발전기' 가 설치되어 있어 사람들은 걸으면서 휴대폰이나 MP3 플레이어를 충전할 수 있다. 가까운 장래에, 이것은 현실이 될 것으로 예상된다. 왕충림은 이미 단일 나노 발전기를 개발했지만 전력은 한계가 있다고 덧붙였다. 만약 앞으로 정말 사용에 투입된다면, 반드시 대량의 나노 발전기가 함께 작동하여 하나의 발전기를 형성해야 한다. 따라서 연구팀의 다음 단계는 여러 대의 나노 발전기가 연합하여 전기를 생산하는 장치를 개발하는 것이다. 나노 발전기가 발명한 사회평가는 중과원 원사에 의해 2006 년 세계 10 대 과학기술 진보 중 하나로 평가되었다. 2008 년 영국 물리학계에 의해 세계 주요 과학 기술 진보 중 하나로 선정되었다. 2009 년에는 10 대 혁신 기술에 MITTechnologyReview 가 선정되었습니다. 에너지와 연료에 관한 잡지에서' 과학관찰' 은 왕 교수가 나노 발전기를 발명하는 과정과 의미를 중점적으로 보도했다. 영국 잡지' 뉴 사이언티스트' 는 나노 발전기를 10 대 주요 기술 중 하나로 선정해 향후 10 ~ 30 년 동안 휴대전화 발명과 동등한 중요성과 영향력을 갖게 될 것으로 전망했다.