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摩擦一下“电”起来!
史峰
电灯、电扇、电饭锅、电视、电脑、电冰箱……我们的生活,似乎;一刻也离不开电。那么,电是从哪里来的?这个问题好简 单:火力发电厂、水力发电厂、核电厂送来的呗!
其实,除了火电、水电、核电之外,还有一种最原始、最自然 的发电方式,那就是摩擦生电。摩擦是可以生电的,但生的是静电,且静电不产生或只产生瞬间电流,所以目前静电还不能当作电源使用。
那么,有没有办法让静电持续产生电流?原来没有,现在 有了——中国科学院北京纳米能源与系统研究所首席科学家 及美国佐治亚理工学院终身董事教授王中林带领的团队已经 研发出一种摩擦纳米发电机,可以持续摩擦生电并为小型电子 设备供电。这种摩擦发电机与此前的其他发电机完全不同:它 没有转子和磁铁,仅用两块摩擦材料贴合在一起,让它们通过 相互持续摩擦产生源源不断的静电并转化成电流。
要让摩擦发电机持续摩擦,那就需要持续动力。所以,科 学家把摩擦发电机放进鞋于里。当人穿着鞋子走路时,发电机 的两块摩擦板就会被带动着相互摩擦。只要人不断地走动起 来,那么发电机就会不断地产生静电,继而输出电流。这些电 流可以点亮80个LED小灯泡,看起来完全是“灯火通明”的 样子。
不过,摩擦发电机放在鞋子里,虽然可以让“脚下生辉”,但磨损速度极快:很短的时间内,它就磨坏了。摩擦发电机点亮的是灯泡,磨坏的却是鞋子,硬件技术不怎么成熟呐!
于是,科学家又进一步研发出升级版耐磨摩擦发电机:将 两块摩擦材料做成波浪接触面査放在一起。这种叠放方式不 需要两块材料大摩擦,只需要相互之间轻轻挤压就有很好的发 电效果。另外,摩擦材料也改成了比原来的硬质材料耐磨数百倍的柔性纳米材料。这样,“栗性摩擦发电机”就诞生了。把它 放进鞋子里,你尽管走。鞋子磨坏了,它也磨不坏。
而且,摩擦电是“全绿色电”说到“全绿色电”,咱们不得 不说说“黑色电”。“黑色电”就是以牺牲环境为代价而提供的电力。比如,火电站天天烧煤发电,电是发出来了,但空气却污染了。再比如,水电站需要垒坝截江,电是发出来了,但江河的自然泾流方式被改变了,对环境也会产生危害。相比这两种发电方式,核电算是清洁能源,但核泄漏的风险目前人类仍无法 完全掌控,所以核电也是潜在的“黑色电”。
那么,为什么说摩擦电是“全绿色电”呢?发电方式简单: 摩擦摩擦就行了,不烧煤,不建坝,也不需要核反应堆,不污染 环境,完全“绿色”——而且现在不用再把摩擦发电机做好后放 在鞋子里了,发电机直接可以做成鞋子。穿鞋走路,电就来了。
噢,既然摩擦发电机能做成鞋子,做成衣服行不行?当然没问题。穿一件摩擦材料做成的发电服,穿多长时间就能发多长时间的电。这电是穿衣服穿出来的“绿”极了!
将摩擦发电机穿身上发电,似乎还不够酷?没关系,我们 还可以把柔性摩擦发电套套在任何可移动物体的表面,让物体在移动时通过摩擦来发电。
这真是又酷又神奇——把柔性摩擦发电套套在树上,随树 枝摇动就能发电。这样,每一棵树都变成了一个可自供电的路 灯。把发电机套在宠物身上,宠物就成了电源,你的爱狗就能分分钟给你的手机充电了。把摩擦发电机做在足球表面,足球就变成了一只电力球:既可当球踢,又能无线上网并充当现场直播记者……总之,柔性摩擦发电机可以让一切会动的物体变成电源。积少成多,电力十足不是梦。
(摘自《大众科学》2016年9期,有删节)
【小题1】为什么说摩擦电是“全绿色电”?
【小题2】请简要说明一下本文的说明思路。
【小题3】选文最后一段使用了什么说明方法?有什么表达作用?
【小题4】赏析一下本文题目的妙处。