2009年7月27日
就像人类一样，材料在压力下也能做出一欧洲杯足球竞彩些非常了不起的事情。事实上，在适当的条件下，材料甚至可以发电。欧洲杯足球竞彩
我们的社会总有一天会自我推进，一群休斯顿大学科学家们已经着手放大和激发一种被称为压电材料的潜力，这种材料在受到压力时可以自然产生电流。欧洲杯足球竞彩他们的目标是利用压电来制造纳米器件，为手机、MP3播放器甚至生物医学植入物提供动力。
“使用压电材料的纳米器件将是轻的，环境友好的，并利用取之不竭的能源欧洲杯足球竞彩供应，”普拉迪普·夏尔马副教授说，他是卡伦工程学院的创造性思维之一，正在进行两个关于压电的项目。“想象一下，在飞机或卫星的机翼上安装一个传感器。我们真的要在它的电源耗尽时更换电池吗?难以访问的设备可能会自动供电。”
沙玛解释说，压电材料将机械能欧洲杯足球竞彩转换成电能。
他说:“事实上，大多数家庭使用的煤气灯都是基于此。”“这些未来的压电纳米器件也将在机械刺激下产生电流。然后，这些能量将储存在电池中，或者更好的是储存在纳米电容器中，以备需要时使用。”
尽管压电已经被使用了很多年，夏尔马的团队正在通过增强天然压电的效果来探索新的可能性。这样做需要理解产生压电的现象，即“挠性电”。
“在纳米尺度上，柔性电可以让普通材料表现得像压电材料一样。也许更重要的是，这种现象已经存在于压电材料中。欧洲杯足球竞彩你可以让效果更大，”夏尔马说。
例如，当钛酸钡材料被还原成2纳米束并施加压力时，压电能增加300%。他说:“这样，你就可以用普通的压电材料来给它注入能量。”
夏尔马强调，挠电效应是大小的函数，而且越小越好，至少在产生压电能量方面是这样。欧洲杯足球竞彩他说，具有纳米级特征的材料——比如相互堆叠的纳米级薄片，或者含有几纳米大小的粒子或孔洞的材料——表现出更大的挠性电效应。欧洲杯猜球平台
化学和生物分子工程系主任Ramanan Krishnamoorti正与Sharma合作，在聚合物中嵌入不同种类的纳米结构，以创造不同寻常的压电材料。
与此同时，夏尔马和肯·怀特教授最近报告说，由挠性电引起的电活动也会影响材料的弹性。他们测试了他们的理论——一种材料的弹性会被挠性电(由弯曲电引起的电活动)大大改变——用一根复杂的针戳这种材料。
“我们基本上预测，当你戳它的时候，由于这种电活动，取决于你创造的陨石坑有多大，你的弹性行为将会改变。这是不应该的。通常情况下，不管你造了一个大陨石坑还是小陨石坑，如果你计算它的硬度或软度，它会给你相同的答案——一个常数，”夏尔马说。
怀特和夏尔马对材料的单晶进行了几次实验。欧洲杯足球竞彩
“随着陨石坑越来越大，通过监测材料的硬度，”怀特说，“我们发现了弹性相对于尺寸的变化，这只能用挠曲电效应来解释。”
怀特说，尽管已经进行了相当数量的压电研究，但压电纳米结构的制造仍然具有挑战性。他说，可收集的电量仍然太少，无法为可穿戴设备提供真正的电力，除非像纳米电容器这样的高效电力存储解决方案也能被构想出来。
夏尔马说，他希望看到浪费的能源从各种来源获得。
“原则上，任何人类活动——例如行走、跳跃、游泳——都会产生一定的能量，”他说，并可以通过装在鞋子或背包里的压电纳米结构制成电。
怀特说，关键是要控制材料的结构，使其能够从普通活动中获得相当多的能量。欧洲杯足球竞彩
怀特解释说:“可以预期，本地供电设备将带来巨大的好处——从战场上的士兵，到街上的警察，再到空中和地面车辆。”
夏尔马说，环境中含有大量的废弃能源，这些能源可以转化为有用的能源，使我们成为一个“自我驱动的自治社会”。
他说:“最近的技术进步和突破在实现这一目标方面发挥了重要作用，但我们需要耐心。”“量子力学，现代电子学的基础，是在20世纪初被‘发现’的。想想我们花了多长时间来利用这一点。”