中國科學家用一滴水點亮了100個LED燈,一個腦洞超大的設計

一滴水能做什麼?能喝。

請原諒咱貧瘠的想象力,畢竟大家都是俗人,估計也就只有詩人才能想出來:“秋荷一滴露,清夜墜玄天。”這樣的詩句。普羅大眾都覺得,不就是一滴水而已麼?除了喝還能幹哈?洗手都嫌少

但是就在最近,香港城市大學的王鑽開教授、美國內布拉斯加大學的曾曉成教授,協同中科大的王中林院士,賦予了水一個新的工作。那就是他們用一滴水,得到了能夠點亮100個LED燈的電量。

那麼他們是怎麼做到的呢?簡單來說,就是他們製造了一種裝置,這種裝置,通過讓一個一百微升的誰輸反覆從十五釐米高的高度撞擊裝置,就可以產生超過140V的電流。

中國科學家用一滴水點亮了100個LED燈,一個腦洞超大的設計


說白了就是一種微型水力發電裝置。本質上還是將水帶來的勢能,轉化為電能。只不過這個裝置只需要一滴水就能運轉,而且效率非常之高,和普通的發電機差距並不大。如果把多個這種液滴發電機聚集起來,將會產生能足夠一家一戶正常使用的點亮。

這個裝置的具體原理,早就在1956年就被收錄進了諾貝爾獎之中。但是一直以來因為人類的技術有限,所以並沒有順利將這種裝置製造出來。一直到21世紀,人類的材料學、工程科學、以及數學在內的多種學科獲得了長足的發展,這才讓這個一直以來只停留在紙面上的裝置變成了現實。

在實驗過程中,王中林院士用了四個水滴,就點亮了整整四百個LED燈。這個飾演的成功,最終證明了,這種滴液發電機製造的可能性,以及其蘊含的巨大潛力。

中國科學家用一滴水點亮了100個LED燈,一個腦洞超大的設計

這時候就有人問了,我們都有三峽大壩這種世界級的水利工程了,為什麼還要在在意那麼一點點的水帶來的電量呢?

其實我們都知道,能建造水電站的地方其實非常有限。而且地球上的資源總量也是有限的。如果我們過度沉迷於開採那些易於開採的資源,那麼到了最後資源一定會枯竭。而王中林院士開發的這種滴液發電機,可以在各種無法建設水電站各極端環境下進行發電。無論是極端乾旱地區還是極端寒冷地區,都攔不住這種發電機進行發呆呢:只要有一滴水。

甚至王中林院士還提出了一個設想,那就是建立大規模集成的滴液發電站。說是發電站,其實著這些發電站就是一個個汽車發電機一樣大小的東西。把它們安裝在窗戶上,安裝在屋頂上,甚至安裝在海邊,家門口的水溝、小河,當然也可以安裝在車上。以此來收集那些自然界無處不在的能源。甚至連人類一直想利用但是卻無法利用的低頻海浪都能被運用起來。

地球表面至少有70%的地方都是水, 全世界每年的降水量也接近了五十億噸。只要有了這種滴液發動機,這些龐大切且難以有效利用的水資源,就成為了人類手中的巨大寶藏。其中蘊含著的龐大能量能給人類帶來多少好處是誰都無法想象得到的。

中國科學家用一滴水點亮了100個LED燈,一個腦洞超大的設計

雖然原理簡單,設想也很好,但是在進行研發過程中,王中林院士還是遇上了很多困難。

首先就是關於電荷分離的問題。為了保證滴液發動機能正常搞笑的運轉,水滴在撞擊到表面後,需要儘快離開表面才可以。為了解決這個問題,來自全世界各地的多名相關領域學者都提出了自己的解決方案。均無法有效解決。最終還是中國的教授們和其他來自大陸的合作者,通過大量計算得到了一個結論,那就是在現有的疏水材料沒有得到突破的情況下,使用最簡單和基礎的平面設計來製作滴液發電機用於承受滴液撞擊的表面,得到的效果是最好的。

這看上去雖然很不可思議,畢竟滴液發動機這種看上去就很高科技的東西,怎麼可能通過最簡單的設計就能設計成功呢?

但最終,經過大量實驗最終證明了,中國科研人員的計算並沒有發生錯誤。現階段確實是最簡單最基礎的設計,才能讓這種發動機的運行效率達到最大。

新能源領域一直是人類研究的重點。從太陽能到各種水力發電站,從地熱能的預想到可燃冰的開採。人類一直在不斷努力,發掘的這顆星球的潛力。如今,在中國人強悍的數學能力的幫助下,我們終於在為人類創造出一種新的,可持續使用,而且還非常環保的新能源。


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