2009年5月15日星期五

日本发明家用震动发电

日本发明家用震动发电

    随时随地发电,飞机在飞行过程中发电,这些看似不可思议的事情在不久的将来也许成为现实。

    日本发明家速水浩平应用震动发电技术发明了“发电地板”和“发电鞋”。更奇妙的声波发电机正在研制中。

    震动发电

    速水浩平现年27岁,现为音力发电公司总裁。他的梦想就是使震动和噪音成为未来世界能源的主要来源。

    速水浩平小学时就在笔记本上写下了震动发电的构想。他说:“电能使扩音器震动发声,因此,我想这个过程是否能够反过来进行,通过震动和噪音发电。”

    速水浩平进入庆应大学学习后,以震动发电为题撰写学位论文。他在实验中尝试过诸多材料,最终发现一种适用于制造震动发电机的压电元件。这种压电元件由钡钛氧化物构成,在一定压力下即可发电。打火机和煤气炉正是应用了类似原理。

    《日本时报》19日引述速水浩平的话说,“噪音和震动虽然能发电,但发电量很小”,他的创新之处在于提高乐噪声和震动发电的效率和持久性。

    2006年9月,速水浩平开始在庆应大学攻读博士学位,并在神奈川县藤泽成立了音力发电公司,把自己的研究发现付诸实践。

    节能环保

    音力发电公司以神奇的“发电地板”初试啼声。这种地板由每块面积50平方厘米的“发电瓷砖”组成,每块“瓷砖”踩一下就能发出0.1瓦特电点亮周围50至100个发光二极管灯泡。依照设计,人踩上一块砖时,前方一块砖上的发光二极管灯泡就会亮起来。

    东京国誉办公室系统公司2008年7月购买这种砖为办公室内的指示灯发电。此外,音力发电公司以每6天8万日元(约合800美元)的价格出租一套“发电地板”。

    国誉办公室系统公司研发部门的新藤正说:“近年来日本办公室耗电量增加。我们希望这种发电砖有助于减少办公室二氧化碳排放。先前科学家们应用过各种可再生能源,但人们能利用自身发电则属‘发电瓷砖’首创。”

    速水浩平说:“一些人认为开灯会浪费电。我相信这种‘发电瓷砖’能适应现在人们对环保产品的需求。”

    速水浩平还曾用东京五色樱大桥上过往车辆震动发电,点亮了桥上108盏发光二极管灯。“我还在改造发电机,使之能提供桥上发光二极管灯所需所有电力,”他说。

    前景广阔

    音力发电公司还打算把震动发电技术应用到日常生活用品中。速水浩平说:“我打算今年年底把发电瓷砖推广到普通人家中,为走廊或楼梯里的灯供电。”

    他告诉记者,正在设计一种内置震动发电机的“发电鞋”。人们穿上“发电鞋”走路时就能发电,还能给随身携带的音乐播放器和手机充电。一家著名的运动服装制造商正与音力发电公司合作研制这种鞋。

    速水浩平还在发明一种能把声波转换成电的发电机。“震动和噪音发电机的理念在于应用我们日常生活中所有废弃能量”。

    鉴于飞机飞行过程中会产生大量噪音,他说,欧洲著名飞机制造商空中客车公司已与他联系,了解噪音发电机的情况。(张祎)

未来手机有望靠声音发电

未来手机有望靠声音发电
    想象一下吧,你每天使用的手机将不再使用电池了,你也不用费神为手机电池充电了,只需你发出一点点声音,所产生的声波就会转变成手机运行的电能。现在这个想象似乎离我们越来越近了。近日,美国物理学协会出版的《物理评论》杂志刊登了德克萨斯大学化学工程系教授卡金的最新成果,他和他的研究团队研制出纳米级压电材料,这种材料可以用在低能耗电子产品中代替电池,将声波变成驱动产品运行的能量。 

  压电材料及其运用

  压电体是指这样一类材料,当它们受到外加机械压力时,内部便能产生电压。此外,压电体在电场的作用下,其物理特性也会发生变化。目前常见的压电体为晶体或陶瓷,水晶(α-石英)是一种有名的压电晶体。卡金解释说,自供电技术的关键是压电体。

  压电材料早在1880年就被法国科学家首次发现了,所以并不是一个新概念,早在第一次世界大战中,压电材料就已经用在声波导航、测距和定位装置中了。在当今社会,麦克风和石英手表中都有压电材料。安装在麦克风上的压电晶片会把声音的振动转变为电流的变化。声波一碰到压电薄片,就会使薄片两端电极上产生电荷,其大小和符号随着声音的变化而变化。这种压电晶片上电荷的变化,再通过电子装置,可以变成无线电波传到遥远的地方。这些无线电波为收音机所接收,并通过安放在收音机喇叭上的压电晶体薄片的振动,又变成声音回荡在空中。也就是说,麦克风中的压电晶片能“听得见”声音,而扬声器上的压电晶体薄片则会“说话”或“唱歌”。

  欧洲的一些夜总会内也安装了含有压电材料的特制地板,这种地板能够吸收夜总会顾客跳舞时舞步所产生的能量,并将这些能量转换成电能,为夜总会中的电灯提供能量。据报道,香港体育馆准备利用这种技术,将前来运动的人员脚步声转换成电能,维持馆内的电灯和音乐播放器所需的能量。
转载: 
http://press.idoican.com.cn/detail/articles/20081210109C83/

2009年5月6日星期三

The reason why you must recognize her in physical world?

The reason why you must her in physical world?

original website:

 http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=deborah-jin-keeps-it-cool-with-quantum-mechanics

Deborah Jin Keeps it Cool with Quantum Mechanics

The 2004 Scientific American 50 researcher of the year continues to tweak matter at the edge of known physics to reveal strange and potentially useful properties

By Adam Hadhazy   

Recognized for: Creating a novel state of matter that may help improve our understanding of superconductors. These are materials in which all resistance to an electrical current disappears at temperatures ranging from near absolute zero to as "warm" as around –170 degrees Fahrenheit (–112 degrees Celsius). Someday, superconductors could make for incredibly efficient power lines and electronic devices, but the development of such practical, room-temperature versions relies on a better understanding of the quantum mechanical properties of their far colder cousins.

To do that, scientists would like to get subatomic particles into arrangements that mimic superconductors. That's been a struggle: It took more than 70 years for researchers to coax frigid bosons—which, along with fermions, are the basic particles that comprise all known visible matter in the universe—into an arrangement dubbed a Bose-Einstein condensate, named for physicists Albert Einstein and Satyendra Nath Bose who predicted it in 1924.

Then, in late 2003, National Institutes of Standards and Technology physicist Deborah Jin's team used lasers and magnetic fields to steady and chill potassium atoms until they formed the first ever so-called fermionic condensate. In both kinds of condensates, the atoms share the same quantum state and behave identically. In this way, the condensate state of matter is analogous to what happens in superconductors, where fermionic electrons couple up and overcome their like-charge repulsions to flow freely, Jin says.