中国科学家用一滴水点亮了100个LED灯,一个脑洞超大的设计

一滴水能做什么?能喝。

请原谅咱贫瘠的想象力,毕竟大家都是俗人,估计也就只有诗人才能想出来:“秋荷一滴露,清夜坠玄天。”这样的诗句。普罗大众都觉得,不就是一滴水而已么?除了喝还能干哈?洗手都嫌少

但是就在最近,香港城市大学的王钻开教授、美国内布拉斯加大学的曾晓成教授,协同中科大的王中林院士,赋予了水一个新的工作。那就是他们用一滴水,得到了能够点亮100个LED灯的电量。

那么他们是怎么做到的呢?简单来说,就是他们制造了一种装置,这种装置,通过让一个一百微升的谁输反复从十五厘米高的高度撞击装置,就可以产生超过140V的电流。

中国科学家用一滴水点亮了100个LED灯,一个脑洞超大的设计


说白了就是一种微型水力发电装置。本质上还是将水带来的势能,转化为电能。只不过这个装置只需要一滴水就能运转,而且效率非常之高,和普通的发电机差距并不大。如果把多个这种液滴发电机聚集起来,将会产生能足够一家一户正常使用的点亮。

这个装置的具体原理,早就在1956年就被收录进了诺贝尔奖之中。但是一直以来因为人类的技术有限,所以并没有顺利将这种装置制造出来。一直到21世纪,人类的材料学、工程科学、以及数学在内的多种学科获得了长足的发展,这才让这个一直以来只停留在纸面上的装置变成了现实。

在实验过程中,王中林院士用了四个水滴,就点亮了整整四百个LED灯。这个饰演的成功,最终证明了,这种滴液发电机制造的可能性,以及其蕴含的巨大潜力。

中国科学家用一滴水点亮了100个LED灯,一个脑洞超大的设计

这时候就有人问了,我们都有三峡大坝这种世界级的水利工程了,为什么还要在在意那么一点点的水带来的电量呢?

其实我们都知道,能建造水电站的地方其实非常有限。而且地球上的资源总量也是有限的。如果我们过度沉迷于开采那些易于开采的资源,那么到了最后资源一定会枯竭。而王中林院士开发的这种滴液发电机,可以在各种无法建设水电站各极端环境下进行发电。无论是极端干旱地区还是极端寒冷地区,都拦不住这种发电机进行发呆呢:只要有一滴水。

甚至王中林院士还提出了一个设想,那就是建立大规模集成的滴液发电站。说是发电站,其实着这些发电站就是一个个汽车发电机一样大小的东西。把它们安装在窗户上,安装在屋顶上,甚至安装在海边,家门口的水沟、小河,当然也可以安装在车上。以此来收集那些自然界无处不在的能源。甚至连人类一直想利用但是却无法利用的低频海浪都能被运用起来。

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五十亿吨。只要有了这种滴液发动机,这些庞大切且难以有效利用的水资源,就成为了人类手中的巨大宝藏。其中蕴含着的庞大能量能给人类带来多少好处是谁都无法想象得到的。

中国科学家用一滴水点亮了100个LED灯,一个脑洞超大的设计

虽然原理简单,设想也很好,但是在进行研发过程中,王中林院士还是遇上了很多困难。

首先就是关于电荷分离的问题。为了保证滴液发动机能正常搞笑的运转,水滴在撞击到表面后,需要尽快离开表面才可以。为了解决这个问题,来自全世界各地的多名相关领域学者都提出了自己的解决方案。均无法有效解决。最终还是中国的教授们和其他来自大陆的合作者,通过大量计算得到了一个结论,那就是在现有的疏水材料没有得到突破的情况下,使用最简单和基础的平面设计来制作滴液发电机用于承受滴液撞击的表面,得到的效果是最好的。

这看上去虽然很不可思议,毕竟滴液发动机这种看上去就很高科技的东西,怎么可能通过最简单的设计就能设计成功呢?

但最终,经过大量实验最终证明了,中国科研人员的计算并没有发生错误。现阶段确实是最简单最基础的设计,才能让这种发动机的运行效率达到最大。

新能源领域一直是人类研究的重点。从太阳能到各种水力发电站,从地热能的预想到可燃冰的开采。人类一直在不断努力,发掘的这颗星球的潜力。如今,在中国人强悍的数学能力的帮助下,我们终于在为人类创造出一种新的,可持续使用,而且还非常环保的新能源。


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