纳米级的传感器敏感度高，低能耗、并且体积微小。它们可以用于检测某种疾病血液中的分子信号，记录空气中的有毒气体含量，或者追溯食物中污染物的来源等等。但这种传感器的运行必须需要电池和集成电路的支持，这就使得它们很难达到完全的最小化。乔治亚理工学院（Georgia Tech）的材料科学家王中林的研究目标就是希望能够通过利用压电现象（piezoelectricity）的原理造出最小的发电机，从而为纳米世界提供动力。如果他成功的话，生物学和化学的纳米传感器将能够为它们自己供能。

　　压电效应是指晶体材料在外界机械压力作用下可以产生电压，它早在一个世纪之前就被人所知。但直到2005年，王中林才首先在纳米水平证明了这种效应，他利用原子力显微镜（atomic-force microscope）的探针，弯曲了氧化锌纳米线。在纳米线弯曲和恢复原状的过程中，锌离子和氧离子便产生了电势能，进而形成了电流。在王中林最初的实验中，这种从金属丝中诱发的电流是极其微弱的，电势最高也只有几毫伏。

　　但王中林确信：只要有充分的工程学方法，他便能够设计出一种有实际应用价值的纳米级电源，它能够利用我们的周围存在着许多微小的振动，例如声波的振动，气流的运动，甚至血液流过我们体内植入式设备时引起的波动。这些微弱的振动能够使纳米线弯曲，从而产生电流。

　　去年11月，王中林将氧化锌纳米线植入一层多聚物当中，这种合成薄板在弯曲时，能够产生50毫伏的电势。这一成果，为给微型传感器提供动力迈出了重要的一步。

　　王中林还希望这种纳米发电机能最终被编入纤维当中，以之生产出来的T恤便能产生足够的能量为iPods这类电器的电池充电。目前的纳米发电机的输出功率还太低，不足以达到这个目标。王中林称：“我们需要200毫伏以上的电压”，他认为，他可以通过植入更多的金属丝来达到这个目标，尽管这可能还需要5到10年的小心翼翼的工程设计。

　　同时，王中林已经研制出了新一代纳米级传感器的第一个部件。他将制造这种零件的技术称为“纳米压电电子学（Nanopiezotronics）”。氧化锌纳米丝不仅可以发生压电效应，而且它们还属于半导体。纳米压电电子学便是充分利用了氧化锌纳米丝的双重特性。第一种特性使它们能对机械压力产生电反应，这便使它们能像机械传感器一样工作。

　　而第二种特性意味着它们可以作为集成电路中的基本元件，包括晶体管和二极管。与传统的电子元件不同，纳米压电器并不需要额外的电能，它们能够将所侦测到的机械压力转化为电能而为自己供能。

　　这项技术将纳米电器从外置供能器上解放出来，为各类发展提供了各种可能性。纳米材料的助听器将可以助听器与一组纳米金属丝构成的纳米发电机结合，在一个相当宽的声音频率内，不同的音频可以产生不同的振频。由于纳米金属丝能将声音信号转换为电信号并且处理，将其直接传递到大脑的神经元中。使用这种技术的植入性神经听力修复术与传统的助听器相比，不仅更加小巧和敏感，而且它们还不需要更换电池，因为它们是可充电的。

　　纳米压电子传感器也能用来检测飞机引擎中机械压力的改变。它仅仅需要一些纳米金属丝元件来监测压力，并将其传导，最后再将相关数据传达飞机的电脑当中。无论是在人体中还是在空气中，纳米级的设备终将在我们周围的世界中发挥巨大的作用。

　　纳米级的传感器敏感度高，低能耗、并且体积微小。它们可以用于检测某种疾病血液中的分子信号，记录空气中的有毒气体含量，或者追溯食物中污染物的来源等等。但这种传感器的运行必须需要电池和集成电路的支持，这就使得它们很难达到完全的最小化。乔治亚理工学院（Georgia Tech）的材料科学家王中林的研究目标就是希望能够通过利用压电现象（piezoelectricity）的原理造出最小的发电机，从而为纳米世界提供动力。如果他成功的话，生物学和化学的纳米传感器将能够为它们自己供能。

　　压电效应是指晶体材料在外界机械压力作用下可以产生电压，它早在一个世纪之前就被人所知。但直到2005年，王中林才首先在纳米水平证明了这种效应，他利用原子力显微镜（atomic-force microscope）的探针，弯曲了氧化锌纳米线。在纳米线弯曲和恢复原状的过程中，锌离子和氧离子便产生了电势能，进而形成了电流。在王中林最初的实验中，这种从金属丝中诱发的电流是极其微弱的，电势最高也只有几毫伏。但王中林确信：只要有充分的工程学方法，他便能够设计出一种有实际应用价值的纳米级电源，它能够利用我们的周围存在着许多微小的振动，例如声波的振动，气流的运动，甚至血液流过我们体内植入式设备时引起的波动。这些微弱的振动能够使纳米线弯曲，从而产生电流。

　　去年11月，王中林将氧化锌纳米线植入一层多聚物当中，这种合成薄板在弯曲时，能够产生50毫伏的电势。这一成果，为给微型传感器提供动力迈出了重要的一步。

　　王中林还希望这种纳米发电机能最终被编入纤维当中，以之生产出来的T恤便能产生足够的能量为iPods这类电器的电池充电。目前的纳米发电机的输出功率还太低，不足以达到这个目标。王中林称：“我们需要200毫伏以上的电压”，他认为，他可以通过植入更多的金属丝来达到这个目标，尽管这可能还需要5到10年的小心翼翼的工程设计。

　　同时，王中林已经研制出了新一代纳米级传感器的第一个部件。他将制造这种零件的技术称为“纳米压电电子学（Nanopiezotronics）”。氧化锌纳米丝不仅可以发生压电效应，而且它们还属于半导体。纳米压电电子学便是充分利用了氧化锌纳米丝的双重特性。第一种特性使它们能对机械压力产生电反应，这便使它们能像机械传感器一样工作。而第二种特性意味着它们可以作为集成电路中的基本元件，包括晶体管和二极管。与传统的电子元件不同，纳米压电器并不需要额外的电能，它们能够将所侦测到的机械压力转化为电能而为自己供能。

　　这项技术将纳米电器从外置供能器上解放出来，为各类发展提供了各种可能性。纳米材料的助听器将可以助听器与一组纳米金属丝构成的纳米发电机结合，在一个相当宽的声音频率内，不同的音频可以产生不同的振频。由于纳米金属丝能将声音信号转换为电信号并且处理，将其直接传递到大脑的神经元中。

　　使用这种技术的植入性神经听力修复术与传统的助听器相比，不仅更加小巧和敏感，而且它们还不需要更换电池，因为它们是可充电的。纳米压电子传感器也能用来检测飞机引擎中机械压力的改变。它仅仅需要一些纳米金属丝元件来监测压力，并将其传导，最后再将相关数据传达飞机的电脑当中。无论是在人体中还是在空气中，纳米级的设备终将在我们周围的世界中发挥巨大的作用。