什么奖比诺贝尔更有含金量?


什么奖比诺贝尔更有含金量?


太阳能发电已不是什么新鲜事!

你有没有想过将来我们自身就可以发电?

别以为这只是个臆想!

在你不知道的领域里,总有你不知道的大神!

这位大神正是荣获2019年度爱因斯坦世界科学奖——被誉为“纳米发电机之父”的王中林院士。

“将来,只要我们穿着纳米纤维材料的衣服,就不用再为随身所带的电子设备没电而烦恼了,因为我们的衣服本身就可以发电。”

——王中林

此大奖有多牛?网上搜索关键词,你会发现这奖够吹一辈子!

如果你不嫌文字太过集中,可选择性浏览。

如果你已看过相关报道,请跳过此项浏览正文。

什么奖比诺贝尔更有含金量?


阿尔伯特·爱因斯坦世界科学奖是一项世界性的科学大奖,该奖由世界文化理事会(World Cultural Council)在1984年设立。每年只评选一人。(获奖人由来自50个国家和地区的124位世界著名科学家组成的跨学科委员会选出,委员会成员包括25名诺贝尔奖得主)可以说含金量非常之高!

此前获此大奖的有斯蒂芬.霍金、约翰·约瑟夫·霍普菲尔德...等,王中林院士获该奖之前,尚无华人获此殊荣;颁奖典礼将在今年10月2-4号在日本举行。

正文

纵观科技史,说到牛顿,你会想到“苹果”;说到霍金,你会想到黑洞;那么说到王中林,你会想到...?(看完此文你就有答案了)

什么奖比诺贝尔更有含金量?


我想强调的是,王中林院士此次获奖的理由很简单:“就是改变世界!”

爱因斯坦世界科学奖评选委员会称,王中林在纳米发电机和自供能系统研究方面做出了影响深远的开创性贡献,使人类从环境和生物系统中获取能量这一全新的技术成为现实。

在下不才,特收集了相关资料及自己的一点薄见,愿与大家共勉!

1


说到纳米技术,这是一个长期活跃在科学界的新词,为什么说它新?

在1959年,物理学家理查德·费曼发表《底部还有很大空间》(There‘s Plenty of Room at the Bottom)演讲,“纳米”一词就被世界广泛关注。(纳米技术指研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米即长度的度量单位,1纳米=10的负9次方米,相当于4倍原子大小,比单个细菌的长度还要小的多)。

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在纳米研究领域中,纳米器件因具有尺寸小、功耗低,反应灵敏等优势一直是科学家(纳米学术界)研究的对象。但这一切还必须需要电能才能完美落地;

可以说,这也是该领域科学家们一直迫切需要解决的难题。

敲个重点:1.只有实现了自带电源的纳米器件才可视为真正的纳米系统。2.纳米系统具有可植入体内特性,因此它的供电系统必须是小型化。


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每一位取得非凡成就的人物,从出生起就注定是天才,这位天才正是解决了上述问题,人们亲切的称他为——纳米发电机之父。

2005年

纳米发电机

时间追溯到2005年夏季的一天,当时的王中林正与他的学生进行纳米材料的压电系数测试。因为误差问题,需要重新计算。谁知?意外发现了利用纳米材料发电这一个全新的方向。

但发电是需要能量的!王中林就思考,能否将人体自身产生的能量转化为纳米器件所需要的电能呢?

而后,王中林便开启了他的开挂人生,利用氧化锌纳米线的独特性质,在原子力显微镜下研制出将机械能转化为电能的纳米发电机,这是目前世界上最小的发电装置。王中林因此被称为“纳米发电机之父”。

2009年

自驱动概念

这一年王中林提出了 “自驱动(self-power)” 这一概念。(所谓的自驱动,是指不依靠电池等储能器件,让电子产品直接从环境中收集能量。)这个概念一经提出立刻引起了学界的广泛关注。

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别说学术界了,想着自己以后走路就能给各种设备充电,倒也挺悠哉!

当然。为了实现这一构想,王中林便将目光投向了ZnO氧化锌(氧化锌的晶体结构具有非中心对称性,正负极分离可以产生电场,驱动电子移动,从而为外电路供电。)不过最让王中林着迷的,就是它的压电效应。

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氧化锌压电效应示意图与氧化锌纳米线阵列,图片来源网络

于是王中林先后通过一个纳米针尖,拨动氧化锌纳米棒,经过不断改进设计,最终制备了一种氧化锌纳米棒的阵列结构,并结合精密的电路设计,最终实现了1V的电信号输出。)

可是1V的电压输出未免有点太小家子气,带着“质疑”,我们接着往下看。

2012年

摩擦纳米发电机

开挂的人生便是一路开挂!2011年,他的学生在测试一款纳米发电机时意外观察到了5V的电压信号(因为数值比预想的要高出一个数量级。)。对,你没看错,又是意外!因为这次意外(实验中封装不稳,发生了滑动,造成了摩擦起电)王中林就在想,何不将它加以利用?

时间来到了2012年,经过这一年的研究探索,王中林团队终于构建了一个全新的纳米器件:

摩擦纳米发电机。(通过摩擦起电效应和静电感应效应把微小的机械能转换为电能。)输出性能相比之前的1V电压输出,这次可高达数千伏的电压输出。

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不仅如此,王中林教授的摩擦纳米发电机还解决了人类已知2600年来的科学问题:

摩擦起电效应中的电子转移机制。(即接触起电的主导机制究竟源于电子还是离子转移?以及为何产生的电荷可以长时间保留于材料表面。)

感谢各位能看到这里。上述对于王中林院士的技术研究到此先告一段落,看的云里雾里的朋友们先不用着急,我们捋捋思路,看看他在纳米研究领域的一些具体应用。

关于未来,他的每一项成就都足以震惊世界!

目录

1.未来走路就可以发电

2.未来将彻底消灭癌症

3.颠覆世界能源发展

1

身体即电源

自互联网时代以来,各种电子设备丰富着我们的生活,但电量一直是困扰我们的一大问题。而通过小巧的摩擦纳米发电机,我们便可以将走路,心跳,等等日常生活中的碎片能量收集起来,直接将机械能转换成电能,给手机或电子设备供电。

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正如他在受访时说:“将来,我们穿着纳米纤维材料的衣服,就不用再为随身所带的电子设备没电而烦恼了,因为我们的衣服本身就可以发电。”

2

为机器人提供能量

治疗癌症一直是医学界需要攻克的世界性难题,无论是以纳米枪为技术核心的 精准靶向治疗还是CAR-T细胞免疫疗法【全球首例】28天清除癌细胞都无亦告诉全世界,距离完全治愈癌症的日子已越来越近。

纳米发电机的问世可以说完全打破了人们对“发电机”尺寸的认识极限。而它最为表现的一个意义正是为纳米机器人提供能量,从而进行人体探索、及逐个杀死癌细胞。

安装了纳米发电机的机器人通过进入血管、视网膜等传统医疗器械难以到达的地方,从血管内部智能识别,对变异细胞进行清除。从而彻底消灭癌症。

3

波浪发电

众所周知,地球七成都是海洋,开发可持续性的海洋能源一直是科学家们所思考的问题。其中波浪能又以巨大能量著称。以往海洋能的采集主要基于电磁感应的原理,但难以收集波浪能。

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王中林利用摩擦纳米发电机的原理,为收集利用海洋能源提供了新的解决方案。(即,将摩擦发电机做成了球形,通过在海水上下翻腾时回收大面积的波浪”。以互相撞击滚动的小球,将海水的波动能转化成电能)。


——海洋能发电新技术

实验表明,如果覆盖2万平方公里的发电网络,发电量将相当于整个三峡大坝的输出电量。

4

植入式自驱动心脏起搏器

提起心脏起搏器,很多人并不陌生,它是治疗心律失常和心力衰竭等严重心脏疾病的重要医疗设备。然而,心脏起搏器长期需要锂电池供能,笨重且续航能力有限而被人诟病。

什么奖比诺贝尔更有含金量?


植入式自驱动心脏起搏器,由植入式摩擦纳米发电机供能的心脏起搏器产生电脉冲:无需电池供能,仅从心脏搏动中就能收集足够的能量,确保心脏起搏器工作。这项突破意味着,诸多患者今后不必再为更换电池失效的起搏器遭受多次手术之苦。

未来我们可以预见的是,这一技术在神经再生和干细胞分化这些领域或具有广泛的应用前景。

除此之外,5G时代的到来,纳米发电机还可以作为物联网、传感网络、大数据时代的分布式移动式能源。

综上,王中林院士对于中国纳米技术领先全球做出了诸多的贡献。未来,我们也期待他可以拿出更多的成果,造福全人类。

纳米技术的应用还包括如下领域:

1、纳米技术在新材料中的应用

2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用

3、纳米技术在制造业中的应用

4、纳米技术在生物、医药学中的应用

5、纳米技术在化学、环境监测中的应用

6、纳米技术在农业中的应用

7、还有最前延即将合作的:纳米洗美净

你说最前延是不是走在了技术前沿?

吹完自己,再看王大神吧!

面对这样一位伟人,无需吹捧,更胜吹捧;他,来自中国!他,是首位华人获此世界大奖!他实至名归!

写了那么多文章,这无亦是最享受的一次,怎么说?嗯,享受写作,哪怕只有一个阅读!

什么奖比诺贝尔更有含金量?


王中林,男,1961年出生于陕西省蒲城县高阳镇中国科学院大学纳米科学与技术学院院长、中国科学院北京纳米能源与系统研究所首席科学家,佐治亚理工学院终身讲席教授,压电电子学和压电光电子学两大学科的奠基人,纳米发电机之父。世界上在材料和纳米技术论文引用次数最多的前五位作者之一发表论文已被引用145,000次以上2002年当选为欧洲科学院院士 2017全球纳米能源奖2018年 埃尼奖(能源界的诺贝尔)2019年爱因斯坦世界科学奖


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