圖解：?jiǎn)蝹€(gè)手指微曲動(dòng)和一跑動(dòng)的倉(cāng)鼠所帶動(dòng)的納米發(fā)電機(jī)的輸出交變電壓【橫軸為時(shí)間（單位：秒），縱軸為輸出電壓（單位：毫伏）】。納米發(fā)電機(jī)由一根直徑為一微米長(zhǎng)度為50微米的氧化鋅線構(gòu)成，分別安裝在指節(jié)上方和倉(cāng)鼠的背部。

繼2006年研制出*代納米發(fā)電機(jī)，2007年發(fā)明超聲波驅(qū)動(dòng)的直流納米發(fā)電機(jī)，2008年發(fā)明纖維納米發(fā)電機(jī)和交流納米發(fā)電機(jī)后，美國(guó)佐治亞理工學(xué)院（Georgia Institute of Technology）王中林教授*的研究小組再次開(kāi)發(fā)出由肌肉活動(dòng)所帶動(dòng)的納米發(fā)電機(jī)，真正實(shí)現(xiàn)了只要能動(dòng)就能發(fā)電。這一的成果在線發(fā)表在近期的《納米快報(bào)》期刊上。

王中林教授，/楊如森博士和秦勇博士等以他們2008年發(fā)明的交流納米發(fā)電機(jī)為基礎(chǔ)，演示了如何利用微小的手指敲動(dòng)和大幅度的肢體運(yùn)動(dòng)等活體肌肉活動(dòng)來(lái)產(chǎn)生電能這一過(guò)程。這種納米發(fā)電機(jī)由平放在彈性高分子薄膜襯底上的氧化鋅納米線和兩端的電極構(gòu)成。由于襯底的厚度遠(yuǎn)大于氧化鋅線的直徑，因此彈性襯底的彎曲變形會(huì)導(dǎo)致氧化鋅納米線沿軸向被拉伸或被壓縮。在壓電效應(yīng)的作用下，壓電電場(chǎng)沿著氧化鋅線軸向建立并在線的兩端形成電勢(shì)差。由于納米線的一端存在肖特基勢(shì)壘，氧化鋅線的來(lái)回彎曲使得此壓電電勢(shì)差驅(qū)動(dòng)電子在外電路中的往復(fù)流動(dòng)，因此可以為外接器件提供交變電能。當(dāng)交流納米發(fā)電機(jī)工作時(shí)，氧化鋅納米線發(fā)揮著類(lèi)似“電容”和“電荷泵”的作用，不斷的將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。在的這項(xiàng)研究中，將封裝的交流納米發(fā)電機(jī)固定在人的手指和倉(cāng)鼠的背部。手指的輕微彎曲會(huì)彎曲彈性高分子薄膜，使之彎曲變形，從而拉伸或彎曲氧化鋅納米線，產(chǎn)生電能。劇烈跑動(dòng)下的倉(cāng)鼠背部也可以拉伸或彎曲氧化鋅納米線，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)變。將一個(gè)或幾個(gè)交流納米發(fā)電機(jī)固定在一個(gè)彈性馬夾上，然后給倉(cāng)鼠穿上這個(gè)馬夾，倉(cāng)鼠的跑動(dòng)帶動(dòng)馬夾的拉動(dòng)，馬夾的拉動(dòng)又會(huì)拉伸氧化鋅納米線，進(jìn)而將這種跑動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在倉(cāng)鼠跑動(dòng)下工作的納米發(fā)電機(jī)可以產(chǎn)生高達(dá)幾百毫伏的電壓。

人們的周?chē)h(huán)境中存在各種不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、不同運(yùn)動(dòng)頻率的運(yùn)動(dòng)形式，一般的壓電材料只能收集具有某些特定頻率且強(qiáng)度較高的機(jī)械運(yùn)動(dòng)能量，傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)要求機(jī)械運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度必須大到足以帶動(dòng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以只能用來(lái)收集比如人的腿部運(yùn)動(dòng)等高強(qiáng)度的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。而王中林教授研究組的系列研究成果表明以氧化鋅納米線為基礎(chǔ)的納米發(fā)電機(jī)可以用來(lái)有效地收集從低頻到高頻、從輕微運(yùn)動(dòng)到劇烈運(yùn)動(dòng)等各種不同形式的機(jī)械能，并且將其轉(zhuǎn)化為電能。該研究開(kāi)辟了利用人體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行活體體內(nèi)發(fā)電的技術(shù)路線。