什麼獎比諾貝爾更有含金量?


什麼獎比諾貝爾更有含金量?


太陽能發電已不是什麼新鮮事!

你有沒有想過將來我們自身就可以發電?

別以為這只是個臆想!

在你不知道的領域裡,總有你不知道的大神!

這位大神正是榮獲2019年度愛因斯坦世界科學獎——被譽為“納米發電機之父”的王中林院士。

“將來,只要我們穿著納米纖維材料的衣服,就不用再為隨身所帶的電子設備沒電而煩惱了,因為我們的衣服本身就可以發電。”

——王中林

此大獎有多牛?網上搜索關鍵詞,你會發現這獎夠吹一輩子!

如果你不嫌文字太過集中,可選擇性瀏覽。

如果你已看過相關報道,請跳過此項瀏覽正文。

什麼獎比諾貝爾更有含金量?


阿爾伯特·愛因斯坦世界科學獎是一項世界性的科學大獎,該獎由世界文化理事會(World Cultural Council)在1984年設立。每年只評選一人。(獲獎人由來自50個國家和地區的124位世界著名科學家組成的跨學科委員會選出,委員會成員包括25名諾貝爾獎得主)可以說含金量非常之高!

此前獲此大獎的有斯蒂芬.霍金、約翰·約瑟夫·霍普菲爾德...等,王中林院士獲該獎之前,尚無華人獲此殊榮;頒獎典禮將在今年10月2-4號在日本舉行。

正文

縱觀科技史,說到牛頓,你會想到“蘋果”;說到霍金,你會想到黑洞;那麼說到王中林,你會想到...?(看完此文你就有答案了)

什麼獎比諾貝爾更有含金量?


我想強調的是,王中林院士此次獲獎的理由很簡單:“就是改變世界!”

愛因斯坦世界科學獎評選委員會稱,王中林在納米發電機和自供能系統研究方面做出了影響深遠的開創性貢獻,使人類從環境和生物系統中獲取能量這一全新的技術成為現實。

在下不才,特收集了相關資料及自己的一點薄見,願與大家共勉!

1


說到納米技術,這是一個長期活躍在科學界的新詞,為什麼說它新?

在1959年,物理學家理查德·費曼發表《底部還有很大空間》(There‘s Plenty of Room at the Bottom)演講,“納米”一詞就被世界廣泛關注。(納米技術指研究結構尺寸在1至100納米範圍內材料的性質和應用。納米即長度的度量單位,1納米=10的負9次方米,相當於4倍原子大小,比單個細菌的長度還要小的多)。

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在納米研究領域中,納米器件因具有尺寸小、功耗低,反應靈敏等優勢一直是科學家(納米學術界)研究的對象。但這一切還必須需要電能才能完美落地;

可以說,這也是該領域科學家們一直迫切需要解決的難題。

敲個重點:1.只有實現了自帶電源的納米器件才可視為真正的納米系統。2.納米系統具有可植入體內特性,因此它的供電系統必須是小型化。


2

每一位取得非凡成就的人物,從出生起就註定是天才,這位天才正是解決了上述問題,人們親切的稱他為——納米發電機之父。

2005年

納米發電機

時間追溯到2005年夏季的一天,當時的王中林正與他的學生進行納米材料的壓電係數測試。因為誤差問題,需要重新計算。誰知?意外發現了利用納米材料發電這一個全新的方向。

但發電是需要能量的!王中林就思考,能否將人體自身產生的能量轉化為納米器件所需要的電能呢?

而後,王中林便開啟了他的開掛人生,利用氧化鋅納米線的獨特性質,在原子力顯微鏡下研製出將機械能轉化為電能的納米發電機,這是目前世界上最小的發電裝置。王中林因此被稱為“納米發電機之父”。

2009年

自驅動概念

這一年王中林提出了 “自驅動(self-power)” 這一概念。(所謂的自驅動,是指不依靠電池等儲能器件,讓電子產品直接從環境中收集能量。)這個概念一經提出立刻引起了學界的廣泛關注。

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別說學術界了,想著自己以後走路就能給各種設備充電,倒也挺悠哉!

當然。為了實現這一構想,王中林便將目光投向了ZnO氧化鋅(氧化鋅的晶體結構具有非中心對稱性,正負極分離可以產生電場,驅動電子移動,從而為外電路供電。)不過最讓王中林著迷的,就是它的壓電效應。

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氧化鋅壓電效應示意圖與氧化鋅納米線陣列,圖片來源網絡

於是王中林先後通過一個納米針尖,撥動氧化鋅納米棒,經過不斷改進設計,最終制備了一種氧化鋅納米棒的陣列結構,並結合精密的電路設計,最終實現了1V的電信號輸出。)

可是1V的電壓輸出未免有點太小家子氣,帶著“質疑”,我們接著往下看。

2012年

摩擦納米發電機

開掛的人生便是一路開掛!2011年,他的學生在測試一款納米發電機時意外觀察到了5V的電壓信號(因為數值比預想的要高出一個數量級。)。對,你沒看錯,又是意外!因為這次意外(實驗中封裝不穩,發生了滑動,造成了摩擦起電)王中林就在想,何不將它加以利用?

時間來到了2012年,經過這一年的研究探索,王中林團隊終於構建了一個全新的納米器件:

摩擦納米發電機。(通過摩擦起電效應和靜電感應效應把微小的機械能轉換為電能。)輸出性能相比之前的1V電壓輸出,這次可高達數千伏的電壓輸出。

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不僅如此,王中林教授的摩擦納米發電機還解決了人類已知2600年來的科學問題:

摩擦起電效應中的電子轉移機制。(即接觸起電的主導機制究竟源於電子還是離子轉移?以及為何產生的電荷可以長時間保留於材料表面。)

感謝各位能看到這裡。上述對於王中林院士的技術研究到此先告一段落,看的雲裡霧裡的朋友們先不用著急,我們捋捋思路,看看他在納米研究領域的一些具體應用。

關於未來,他的每一項成就都足以震驚世界!

目錄

1.未來走路就可以發電

2.未來將徹底消滅癌症

3.顛覆世界能源發展

1

身體即電源

自互聯網時代以來,各種電子設備豐富著我們的生活,但電量一直是困擾我們的一大問題。而通過小巧的摩擦納米發電機,我們便可以將走路,心跳,等等日常生活中的碎片能量收集起來,直接將機械能轉換成電能,給手機或電子設備供電。

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正如他在受訪時說:“將來,我們穿著納米纖維材料的衣服,就不用再為隨身所帶的電子設備沒電而煩惱了,因為我們的衣服本身就可以發電。”

2

為機器人提供能量

治療癌症一直是醫學界需要攻克的世界性難題,無論是以納米槍為技術核心的 精準靶向治療還是CAR-T細胞免疫療法【全球首例】28天清除癌細胞都無亦告訴全世界,距離完全治癒癌症的日子已越來越近。

納米發電機的問世可以說完全打破了人們對“發電機”尺寸的認識極限。而它最為表現的一個意義正是為納米機器人提供能量,從而進行人體探索、及逐個殺死癌細胞。

安裝了納米發電機的機器人通過進入血管、視網膜等傳統醫療器械難以到達的地方,從血管內部智能識別,對變異細胞進行清除。從而徹底消滅癌症。

3

波浪發電

眾所周知,地球七成都是海洋,開發可持續性的海洋能源一直是科學家們所思考的問題。其中波浪能又以巨大能量著稱。以往海洋能的採集主要基於電磁感應的原理,但難以收集波浪能。

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王中林利用摩擦納米發電機的原理,為收集利用海洋能源提供了新的解決方案。(即,將摩擦發電機做成了球形,通過在海水上下翻騰時回收大面積的波浪”。以互相撞擊滾動的小球,將海水的波動能轉化成電能)。


——海洋能發電新技術

實驗表明,如果覆蓋2萬平方公里的發電網絡,發電量將相當於整個三峽大壩的輸出電量。

4

植入式自驅動心臟起搏器

提起心臟起搏器,很多人並不陌生,它是治療心律失常和心力衰竭等嚴重心臟疾病的重要醫療設備。然而,心臟起搏器長期需要鋰電池供能,笨重且續航能力有限而被人詬病。

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植入式自驅動心臟起搏器,由植入式摩擦納米發電機供能的心臟起搏器產生電脈衝:無需電池供能,僅從心臟搏動中就能收集足夠的能量,確保心臟起搏器工作。這項突破意味著,諸多患者今後不必再為更換電池失效的起搏器遭受多次手術之苦。

未來我們可以預見的是,這一技術在神經再生和幹細胞分化這些領域或具有廣泛的應用前景。

除此之外,5G時代的到來,納米發電機還可以作為物聯網、傳感網絡、大數據時代的分佈式移動式能源。

綜上,王中林院士對於中國納米技術領先全球做出了諸多的貢獻。未來,我們也期待他可以拿出更多的成果,造福全人類。

納米技術的應用還包括如下領域:

1、納米技術在新材料中的應用

2、納米技術在微電子、電力等領域中的應用

3、納米技術在製造業中的應用

4、納米技術在生物、醫藥學中的應用

5、納米技術在化學、環境監測中的應用

6、納米技術在農業中的應用

7、還有最前延即將合作的:納米洗美淨

你說最前延是不是走在了技術前沿?

吹完自己,再看王大神吧!

面對這樣一位偉人,無需吹捧,更勝吹捧;他,來自中國!他,是首位華人獲此世界大獎!他實至名歸!

寫了那麼多文章,這無亦是最享受的一次,怎麼說?嗯,享受寫作,哪怕只有一個閱讀!

什麼獎比諾貝爾更有含金量?


王中林,男,1961年出生於陝西省蒲城縣高陽鎮中國科學院大學納米科學與技術學院院長、中國科學院北京納米能源與系統研究所首席科學家,佐治亞理工學院終身講席教授,壓電電子學和壓電光電子學兩大學科的奠基人,納米發電機之父。世界上在材料和納米技術論文引用次數最多的前五位作者之一發表論文已被引用145,000次以上2002年當選為歐洲科學院院士 2017全球納米能源獎2018年 埃尼獎(能源界的諾貝爾)2019年愛因斯坦世界科學獎


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