張唯誠(chéng)

    韓國(guó)科學(xué)家近日宣布，他們開發(fā)出了一種將聲波轉(zhuǎn)換成電能的新技術(shù)，假若這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展成熟，我們的手機(jī)便能將說(shuō)話聲轉(zhuǎn)變成電能，屆時(shí)，只要有聲音，你的手機(jī)便能“永不停航”。研究人員描述說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣泛，例如把高速公路邊的隔離墻變成一個(gè)“聲波發(fā)電機(jī)”，只要有汽車疾駛而過(guò)，這堵墻就可以發(fā)出電來(lái)。

    其實(shí)用聲音為手機(jī)供電的想法和嘗試并不是剛剛才有的，在2008年的科學(xué)期刊《物理學(xué)評(píng)論B》（Physical Review B）上，美國(guó)科學(xué)家，得克薩斯A&M大學(xué)（Texas A&M University）的塔希爾·卡基（Tahir Cagin）教授和他的來(lái)自休斯敦大學(xué)的同行發(fā)表文章說(shuō)，他們發(fā)現(xiàn)，某種壓電體材料（piezoelectric material）在非常小的狀態(tài)下能極高效率地轉(zhuǎn)換電能。這些科學(xué)家說(shuō)，當(dāng)這種壓電體材料的厚度僅為21納米時(shí)，它們轉(zhuǎn)換電能的效率便能達(dá)到百分之百，而假若尺寸變大或者變小，它們轉(zhuǎn)換電能的效率便又大幅降低。對(duì)于手機(jī)生產(chǎn)者來(lái)說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)意義非凡，它使壓電體得以應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦等低功率電子裝置中，為“聲電轉(zhuǎn)換”在便攜式無(wú)線設(shè)備中的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

     這次韓國(guó)科學(xué)家使用的“聲電轉(zhuǎn)換”裝置，是一個(gè)壓電體“發(fā)電機(jī)”——用氧化鋅導(dǎo)線制作的微型電極裝置。在100分貝聲波產(chǎn)生的壓力下，這個(gè)裝置可以輸出50毫安的電流，這個(gè)成績(jī)盡管離實(shí)際運(yùn)用還有相當(dāng)距離，但已是一個(gè)令人興奮的突破了。科學(xué)家們將他們的這項(xiàng)成果發(fā)表在今年8月出版的《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上。

     壓電體（piezoelectric）是一種奇妙的“智能材料”，通常是晶體和陶瓷。假若你給壓電體施以一定的壓力，它們便能將壓力轉(zhuǎn)化成電能，相反地，假若給它們施加電場(chǎng)，它們的物理特性也會(huì)發(fā)生變化。壓電體的這種特性非常誘人，所以自十九世紀(jì)80年代被發(fā)現(xiàn)后很快就得到了應(yīng)用。一戰(zhàn)期間，壓電體首先被用在聲吶裝置中，后來(lái)又被用到麥克風(fēng)、石英表和車載點(diǎn)煙器中。在今天，壓電體被更多地用來(lái)制造各種傳感器以檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部的壓力和運(yùn)行情況。壓電體的特性還使科學(xué)家們發(fā)明了很多有趣的東西，例如將它們應(yīng)用到舞池中，舞者們對(duì)地面的壓力就能產(chǎn)生電能，用于健身房，健身器材就能在被使用的時(shí)候?yàn)槭覂?nèi)設(shè)備供電。

    盡管如此，將壓電體應(yīng)用于便攜式電子裝置中依然是一個(gè)全新的嘗試，其關(guān)鍵之處就在于把壓電體材料的尺寸縮小到了納米級(jí)，這為便攜式電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自我供電打開了大門。如此一來(lái)，影響壽命的電池就可望被淘汰掉，麻煩的充電器和插座也可以被省去，手機(jī)沒(méi)電，來(lái)點(diǎn)聲音就OK了。

   科學(xué)家嘗試用聲音為手機(jī)充電