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    大千世界，能量眾多，但我們?nèi)祟?lèi)目前能利用的卻只是太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)岬纫恍〔糠帜芰�，如何才能搜集到更多瑣碎的能量呢？之前王中林課題組以取得突破性進(jìn)展，將壓電材料應(yīng)用到發(fā)電機(jī)中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能制成納米發(fā)電機(jī)，到現(xiàn)在為止，最大輸出電壓以達(dá)到驚人的209V。而最近來(lái)自美國(guó)麻省理工大學(xué)綜合癌癥研究院、哈佛-MIT健康科學(xué)技術(shù)部和化學(xué)工程學(xué)院聯(lián)合開(kāi)發(fā)出一種新型的制動(dòng)機(jī)。這種制動(dòng)機(jī)能利用水梯度來(lái)運(yùn)動(dòng)，能有效地將水中存有的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，擴(kuò)展了人類(lèi)利用能量的能力。

    之前研究發(fā)現(xiàn)PPY（聚吡咯）作為一種電活性強(qiáng)的聚合物，是充當(dāng)人造肌肉的理想材料，它能吸附水改變形狀，可以驅(qū)動(dòng)搖動(dòng)液壓缸，但是這種制動(dòng)機(jī)產(chǎn)生很小的機(jī)械力或能量。

    現(xiàn)在他們受生物學(xué)里面真皮構(gòu)造的啟發(fā)，眾所周知，動(dòng)物真皮由堅(jiān)硬的膠原纖維和富有彈性的彈性纖維網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。基于此，他們將堅(jiān)硬PPY（聚吡咯）和柔性polyol-borate（羥基長(zhǎng)鏈硼酸鹽）網(wǎng)絡(luò)組成，當(dāng)遇到水時(shí)，PPY發(fā)生體積變化，羥基長(zhǎng)鏈硼酸鹽和PPY之間由于氫鍵的作用而調(diào)整分子間高分子復(fù)合物的填充物，從而改變其對(duì)水響應(yīng)的機(jī)械性能，這種復(fù)合結(jié)構(gòu)就會(huì)因環(huán)境濕度發(fā)生快速、可逆和動(dòng)態(tài)的收縮響應(yīng)。它能產(chǎn)生27MPa的收縮應(yīng)力，能提起比自身重量大380倍的物體，運(yùn)輸大于自身重量10倍的貨物。

    這種制動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)與有壓電效應(yīng)的PVDF高分子的結(jié)合，就可得到一種發(fā)電機(jī)。發(fā)電頻率能達(dá)到0.3HZ，輸出電壓達(dá)到1.0V。如果將這種發(fā)電機(jī)與電容器相連，那么就能為微型和納米電子器件供電。

    這種水梯度驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)有著非常大的潛在應(yīng)用，可充當(dāng)傳感器、開(kāi)關(guān)和低功耗器件的能量源。