据科技日报网2016年7月17日讯 一阵微风，能烧热你家的电饭锅；一片安静的海，能点亮全中国的路灯。近日在北京召开的“纳米能源与纳米系统国际学术会议”上，中科院外籍院士王中林告诉科技日报记者，他的“纳米发电机”能够完美利用一切轻柔的能量，比如风和浪。
　　“我们为什么要建大坝蓄水，让水带动发电机高速旋转呢？因为低频率的机械能难以转化。”王中林说，“而纳米薄膜能够利用10赫兹甚至是1赫兹以下的机械波。”
　　王中林是中科院北京纳米能源与系统所所长，2015年他成为全球物理学领域论文被引用最多的人。他钻研十年的纳米发电技术，是纳米学界的热门话题。
　　王中林研制的发电机核心是纳米薄膜，原理是：两张薄膜接触产生静电，轻轻一个外力分开它们，就有了电势差。“这个过程中，50％的机械能变成了电能。”王中林说。
　　纳米薄膜如此敏感，压一下就有电，搓一下也有电，吹口气也能来电。王中林展示了一项应用：PM2.5高达1600多的汽车尾气，通入一个iPad包装盒大小的净化器，出来后PM2.5只有20——尾气吹拂下，纳米薄膜带了电，吸附了微颗粒。
　　除了尾气净化器，王中林和同事正在研发“智能鞋”。记者看到了演示视频：原地踏步，运动鞋边镶的一排LED灯每次落地都会亮起来。鞋里放了纳米发电薄膜，能量来自落地的压力。
　　“你只要走路，智能鞋就能给你的手机和随身电器供电。你只要摆臂，腋下的纳米薄膜也能摩擦发电。”王中林说，未来将有大量的移动设备和传感器走进生活，纳米薄膜很适合给它们随时随地充电。人呼吸的一起一伏，通过纳米发电机，就足够驱动心脏起搏器。
　　王中林说，高效率的纳米薄膜由便宜的高分子塑料、铝和铜制成，结构简单，制作简便，所以可用于大规模发电。
　　在一项实验中，王中林给房顶上种了“草”，全是纳米薄膜叶子，微风吹动“叶子”贴上又分开，发出的电够一个家庭使用。
　　类似的，纳米叶片放在浮球中，水里一摇就能发电。浮球组成的网络可以漂在海面、江面上，给整个城市供电。“我们通过实验和计算认为，一平方公里的普通海面完全覆盖浮球网络时，发电功率超过1兆瓦。”王中林说，这意味着1万平方公里的海面发电量与一个三峡电站相当，他称之为“蓝色能源”。
　　海浪起伏所产生的势能，人类一直无法利用。有一些波浪发电实验设备，机械变形驱动发电机，但无法商用，因为波浪一小，发电机转不起来。王中林的纳米发电技术从原理上来说几乎是完美的波浪能量收集者。
　　自英国科学家法拉第于1831年发现电磁感应原理以来，从风车到核电厂全都依靠法拉第发电机。除此以外的发电模式只有光伏电池和燃料电池，但两者在应用上都不尽如人意。王中林的纳米薄膜有望开辟新路。
　　纳米科学进展迅速有趣
　　近期，纳米科学又有不少有趣的新进展。英国《自然》杂志13日在线发表瑞士洛桑联邦理工大学的研究报告称，依靠一种“纳米窟窿膜”，咸水和淡水之间的“渗透能”也可以发电。研究人员制造了一种二硫化钼纳米膜，只有三个原子厚，这种膜上的纳米洞大小适中，恰好能让咸水中的阳离子通过，拦截了大多数的阴离子。如果膜的一边是咸水，一边是淡水，阴阳离子就会分开，形成电势，从而发电。
　　科学家还让一种古老的微生物吐出了纳米电路。地杆菌生活在土壤里，它能分泌一种能导电的蛋白质，靠这个本事吃土壤里的铁和其他金属，因此颇受环境修复工作者青睐。前几年，科学家用地杆菌的导电蛋白质，制成了纳米级的电线。而最近一篇论文宣称：美国科学家修改了地杆菌的基因，让它分泌出更多色氨酸。色氨酸是一种让你在大餐后昏昏欲睡的物质，在纳米尺度下导电良好。
　　新版地杆菌吐出的电线，不仅导电性比过去提高了2000倍，而且直径只有1.5纳米，是最细的纳米导电线之一。这种电线非常结实，以至于需要花好几个月才能降解。科学家还准备让地杆菌生产纳米晶体管和电容，最后装配出一套纳米电路。
　　最华丽的纳米作品，或许是11日《自然》官网报道的梵高名画。在硬币大小的几个玻璃皿中，梵高作品《星空》的局部被再现，涂抹的痕迹酷似油画颜料。
　　这项技术叫“DNA折纸”，由加州理工大学发明。原理是先用DNA长链折叠成想要的形状，用DNA短链的“铆钉”衔接，然后在盐水中加热，让适当的组件自己挂到DNA的钩子上。如果将荧光分子组装到合适位置，就能映出一副《星空》的明暗轮廓。以前，DNA折纸术被用来绘制笑脸图案，甚至还画过一张西半球的地图，在纽约现代艺术博物馆里展出。这次组装《星空》的程序，前所未有的复杂，也能用来组装复杂的纳米装置。