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【中国创新】第九集:无处不在的纳米发电

2018-04-28 17:55:12

  这里有点亮发展之路的大国重器

  也有孜孜不倦的创新个体

  一支团队,一项工程

  一座城市,一个国家

  每一种力量都无比珍贵

  每一次创新都意义非凡

  为纪念改革开放40周年,航空港卫视推出系列有声读物《中国创新》,展现21世纪中国震撼世界的大型工程与高新科技。

  第九集

  无处不在的纳米发电

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  人类在日常的活动中,通过压力和摩擦可以制造产生多处微小的能量。在一些科学家的眼里,能源的创新就在这些最细微的地方。

  在第三届全国大众创业万众创新活动周的现场,王中林,中科院北京纳米能源与系统研究所的所长,他是纳米发电机的发明者。2012年,王中林成功地在纳米尺度下通过摩擦,将机械能转化为电能。

  在王中林的构想下,如果将这些能量通过纳米发电机收集起来,可以在一些特殊领域为自身提供能源供给。

  北京纳米能源与系统研究所,王中林率领着六个部门、十几个课题组进行着纳米能源的开发。王中林正在听取的是两个重要领域研究员实验工作的阶段性汇报。

  李舟此前主攻的是医学,现在侧重纳米能源在医学领域的突破。许亮是纳米蓝色海洋能源的研究员,下月初,李舟要进行一次重要的实验。在此之前,他需要做出新的纳米发电机。

  李舟要求这款纳米发电机能够在液体环境中工作,他的实验地在上海长海医院,他将和胸外科主任医师张浩,共同完成世界上第一例用纳米发电机作为心脏起搏器电源,放入大型哺乳类动物体内的实验。

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  当今的心脏起搏器全部依靠锂电池供电,电池没电后,只能通过外科手术进行更换,这给患者带来了非常大的痛苦和经济负担。

  张浩进行手术操作的同时,李舟的团队要不断关注屏幕上的数据,他们首先要测算纳米发电机的输出功率,以及带动心脏起搏器所需的能量。经过测试,李舟选择了3号纳米发电机,在使用起搏器之前,必须先植入发电机进行充电,这将耗费数个小时。

  张浩团队用药物维持着实验动物的生命特征,理想情况下可以坚持8个小时。下午五点半,世界上第一例配备纳米发电机的起搏器放进了大型哺乳动物的腹腔。接下来,纳米发电机成功地启动了起搏器,产生信号强烈的脉冲,持续地改变着心跳的频率。

  在北京,研究员许亮正在推进王中林的另一个构想,他在制作一款球形摩擦纳米发电机。在电机上模拟波浪的运动,纳米发电机能够得到电流和电压的反应,许亮想知道它在真正波浪环境中的表现。

  由16个纳米球连接起来的方阵可以轻松地点亮一排小灯,根据测算,如果组成深度十米,面积有山东省大小的三维阵列,将能够发出满足当下地球人日常使用的所有能量。科技创新正让更多类型的能源方案变得可行。

 

  来源:央视新闻

  监制:曹   阳

  统筹:赵战胜  高一航

  音频:孙   玥

  编辑:孙   玥

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