颠覆太阳能电池 王中林的纳米电池究竟是个啥？

首先要说明一个事，王中林跟王中磊和王中军没有关系。虽然王中林比华谊兄弟两个人加在一块儿还要帅，但华谊兄弟的名气比王中林大的多，而王中林所做的事情，却比华谊兄弟有意思也有意义的多。

当然要不了多长时间，王中林可能就要比王中磊和王中军加在一块儿都有名了，假如他能够获得诺贝尔奖的话。起码现在，汤森路透已经把他评为了今年诺贝尔物理奖的大热门。

九月二十四日，汤森路透集团（THOMSONREUTERS）在美国费城公布了2015年度引文桂冠奖（CitationLaureates）获奖名单。我国科学院北京纳米能源与系统研究所首席科学家，佐治亚理工学院终身校董事讲席教授王中林院士成为物理学领域获奖人之一。

众所周知，汤森路透的引文桂冠奖一直被看作是诺贝尔奖的风向标，这一奖项的获得者，往往就是诺贝尔奖的大热门，当然这是从数据分析得到的结果，并为考虑诺贝尔奖委员会各位委员们个人的喜好因素。

根据汤森路透的表述，王中林院士此次获奖，是由于其在一维氧化物纳米结构，尤其是氧化锌（ZnO）纳米带和纳米线的制备、表征和基本物理性能理解等方面做出的原创性重大贡献，开创了ZnO纳米材料在能源、电子、光电子以及生物等领域的全新应用，由此奠定了其在ZnO纳米材料领域的领头羊地位。

他不仅发明了纳米发电机，研制出世界上首个自供电纳米系统，构建了一种全新的、完全由环境能源支持的微纳电子器件工作模式，并提出了相关的技术标准和技术发展路线图。

自供电纳米系统的发明，解决了制约物联网发展的微电源问题，目前已经发展为一个全新的研究领域。他还首次提出了压电（光）电子学效应，对纳米机器人、人-机界面、纳米传感器、医学诊断及光伏技术的发展具有里程碑意义。

可以说是物联网的大趋势，让王中林发明的纳米电池有了用武之地，也让汤森路透把他评为诺贝尔奖的热门候选人。因为根据诺贝尔奖评选的传统，一种新的理论要得到证实，一种新的技术要得到应用，才会给这种成果颁奖。

在技术领域，从过去几年的获奖成果就看的出来。巨磁阻的发明就因为硬盘的普及而获奖，CCD的发明就因为数码相机的普及而获奖，蓝光LED则因为改变了世界的照明方式而获奖。

那么纳米发电机是什么东西，是如何发挥用途。我们在2007年就曾经写过一篇文章介绍他的发明。当时我给他在佐治亚理工的邮箱发邮件，很快就收到了详细的回复，因为有些术语看不懂，后来又follow-up了一堆问题，他对此也是不厌其烦。

关于当时他的发明，我们还请纳米技术的开创者，哈佛大学化学系教授CharlesM.Lieber作个评价，当时他就说，王教授的工作可以被看作是他真正的tourdeforce（代表作），这是对一个人非常高的评价。Lieber说，王教授已经是利用纳米器械进行动能-电能转化的先行者，由于他最新的发明实现了直流和持续的输出而显得非常重要。

下面就是当时的那篇文章。还有一个有意思的细节，当时我们曾经写《谁的鲁能》的李其谚去发改委采访，送给采访对象这本杂志，看到这篇文章，采访对象就对下属说，这样的技术，你们怎么就没看到？

颠覆电池

空气或水的流动，引擎、空调的噪音，人的行走、呼吸、心跳或是血液流动，都有可能出现电能？——这在遥远的未来，也许并非梦想

这并非天方夜谭：只要存在运动——不管是声音的振动，还是血液的流动，甚至人的行走——在不久的将来，或许都能被转化成电能。

2007年四月六日出版的美国《科学》（Science）杂志上，美国佐治亚理工学院教授、我国国家纳米科学中心海外主任王中林，正式向外界展示了由超声波驱动的直流纳米发电机。

实际上，早在2006年四月十一日，一向对新方法、新理论十分热衷的《科学》杂志，就报道了王所在的小组，首次在纳米（十亿分之一米）尺度范围内，将机械能转换成电能的研究成果。

作为世界上最小的发电机，其研制的纳米发电机巧妙地利用了氧化锌纳米线的半导体性能和压电效应：

他们用导电的原子力显微镜探针针尖，去弯曲竖直的氧化锌纳米线，由于压电效应，被弯曲的纳米线表面上就会出现反极性的极化电荷；而由于氧化锌本身具备半导体性质，所以这些的电荷会被累积储存在纳米线上。然后，再用导电的探针作为电极来这些接触纳米线，这套装置就可以向外输出电能。

据测算，这种纳米发电机的发电效率可以达到17%-30%。要了解，现在最好的太阳能电池的实际发电效率也仅在20%上下。

然而，要继续推进这项研究，一个无法回避的问题，就是如何摆脱对显微镜探针的依赖，即用其他方式让纳米线发生弯曲，从而出现电能。比如，假如能够通过声波、超声波或水压能来实现这一点，就意味着可以从周围环境中获得电能，从而出现一个强大的动力源。