納米發電機的分類及工作原理

納米發電機指的是納米尺度下的結構組成的材料具備積累電荷產生電壓的功能——也就是發電。和傳統的發電機相比，後者利用的是電磁感應原理，閉合線圈在磁場中旋轉，通過切割磁力線運動造成電勢差，從而產生電流並發電。納米發電機並不是把發電線圈做成納米量級，在切割磁力線轉動，那樣操作起來就太麻煩了。

納米發電機分兩類：壓電納米發電機和摩擦納米發電機。本質上，發電機都一樣，就是將機械能轉化為電能，通過機械力或機械運動，實現電荷的轉移，產生高電動勢，進而產生電流輸出。壓電納米發電機，主要是氧化鋅等納米線。這類納米線屬於半導體，同時也是壓電材料。一根納米線，受外力發生彎曲時候，會產生電壓。如果將一大堆氧化鋅納米線整齊排列，那麼集體對納米線叢施加壓力，就會產生一個很大的電壓。如果把納米線做成毛刷形式，讓其轉動過程中互相壓致彎曲，就能像普通發電機那樣將轉動的機械能轉為為電能。摩擦納米發電機的原理就是摩擦起電，比如用尼龍和聚四氟乙烯兩類材料構成納米結構，通過摩擦相互作用轉移電子，形成足夠高的電動勢。

這兩類納米發電機都已經有原型機出現。因為是納米結構，實際上輸出的電流或產生的電壓還是極其有限的。然而科學家設想，如果把納米發電機置於我們的生活用品中，也許就可以把浪費的機械能收集起來作為電能。例如走路時候鞋子的摩擦發電，產生熱量可以給我們腳步保暖。倉鼠爬籠子、遛狗散步等都可以發電，沒準可以給手機充電。