• 难度: 使用次数:21 入库时间:2017-05-29

    材料二

    摩擦运动产生的微小能量收集起来能不能发电?王中林教授的回答是“能”。2011年,王中林教授发现表面上修饰着纳米结构的塑料薄膜,互相摩擦就有静电产生,而且这种方式产生的电压电流是过去用压电产生的几十倍。基于这样的发现,王中林团队研制出了摩擦纳米发电机,并在2014年将其输出功率提高了五个数量级。

    2006年开始,王中林团队先后发明了压电式纳米发电机、热势纳米发电机、混合型纳米发电机、摩擦纳米发电机,用单根氧化锌纳米线实现了从机械能到电能的转化。此外,美国另一科学家与中国科学家联合开发一种能从汽车车轮与地面的摩擦中收获能量的纳米发电机,将车辆的燃油效率提高10%。而中科院纳米能源所2014年也成功研制出旋转型摩擦纳米发电机,首次实现了恒定电源的输出。

    纳米发电机可以收集机械能,如人体运动、肌肉收缩等所产生的能量;还可收集震动能和流体能量,如声波和超声波产生的能量;体液流动、血液流动和动脉收缩产生的能量。然后将这些能量转化为电能,提供给纳米器件。

    纳米发电机在生物医学、军事、无线通信、无线传感等方面具有广泛的应用性。例如:每个人的衣服、鞋子里放置这样的电源,肢体运动时就可以将机械能转化为电能,从而为身上携带的电子设备(包括MP3、手机等)提供能量。还可用来植入皮下,利用肌肉活动来供电,不需要更换电池,就可以检测血脂、血糖和心脏活动。甚至可应用到安保方面,将传感器安装到门把手上、地面上、屋子里,有人触碰上就可产生信号,实现报警或启动监视状态。

        目前,纳米发电机可以预想的主要有三大应用领域:第一大领域是移动通讯、移动能源,也就是逐渐流行的可穿戴智能设备。第二个应用是自驱动的传感,包括健康监测、物联网、环境监测方面等等。第三大领域则较为长远,利用大能源发电。比如现有的风力发电机,体积庞大,风力太小带动不起来。而利用纳米发电技术,在一堵墙上做出蜂窝状的小洞,只要有风就可以发电,也就是说,纳米发电机具有大规模收集和转化自然界中机械能的潜力,有望成为绿色能源供给的全新途径。

    和传统的电磁发电机相比,纳米发电机具有诸多优势。例如,摩擦发电机由薄膜高分子材料和薄膜电极材料制成,具有极轻的重量和极小的体积,特别适合于为小型电器提供电能;摩擦发电机的制作材料均为大规模工业化原料,其结构简单,制作成型简便,制作成本大大低于其他发电技术,为其广泛应用提供极为有利的条件。

    (取材于《可收集摩擦发电的纳米发电机》)

    4.根据“材料二”,下面的理解和推断,正确的一项是(3分)

    A. 2011年,王中林团队发明摩擦纳米发电机,并将其输出功率提高五个数量级。

    B. 摩擦纳米发电机可以收集摩擦运动中产生的能量,来提高车辆的燃油效率。

    C. 纳米发电机可收集机械能、震动能、流体能等一切能量,并将其转化为电能。

    D. 纳米发电机一旦装上电池后,就可以根据需要随时为手机等电子设备充电。

    5.根据“材料二”,下列对“纳米发电机应用性”特点的概括,不正确的一项是(3分)

       A.广泛       B. 永久      C. 便捷      D. 绿色

    6. 根据“材料二”,与传统电磁发电机相比,不属于纳米发电机优势的一项是(2分)

    A. 摩擦发电                           B. 体积小、重量轻

    C. 适合为电器提供电能                 D. 制作成型简便,成本低

    答案

    4. B c组卷网coo co.net.cn组卷网^
    。【解析】A项“将其输出功率提高五个数量级”是在2014年;C项可收集“一切能量”,表述错误;D项“纳米发电机一旦装上电池后”,表述错误。

    5. B。【解析】文中没有“永久”这一信息。

    6. C【解析】文中表述为“适合为小型电器提供电能”。


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