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“唐都大讲堂”第一讲:从麦克斯韦位移电流到基于纳米发电机的自驱动系统和蓝色能源
时间:2017-06-23 11:33    点击:   所属单位:先进材料与纳米科技学院
讲座名称 “唐都大讲堂”第一讲:从麦克斯韦位移电流到基于纳米发电机的自驱动系统和蓝色能源
讲座时间 2017-06-26 09:30:00
讲座地点 南校区办公楼210报告厅
讲座人 王中林院士
讲座人介绍 王中林,1961年出生,教授,中国科学院外籍院士,欧洲科学院院士,纳米技术与应用物理科学家。1982年,本科毕业于西安电子科技大学;1987 年,博士毕业于亚利桑那州立大学,获得物理学博士。王院士是首位中组部“千人计划”顶尖人才与团队入选者,中国科学院北京纳米能源与系统研究所首席科学家和首任所长,美国佐治亚理工学院终身校董事讲席教授、Hightower终身讲席教授。王院士是国际公认的纳米科技领域领军人物,在电子显微学、原位物性测量、一维氧化物纳米材料在能源技术、电子技术、光电子技术以及生物技术的应用等方面均做出了原创性重大贡献。他发明了压电纳米发电机、摩擦纳米发电机,并首先提出了自驱动系统和蓝色能源的重大原创概念,为微纳电子系统的发展、物联网、传感网络和人类未来的能源开辟了新途径。他开创了纳米结构压电电子学和压电光电子学等领域,对纳米机器人、人-电界面、纳米传感器、LED技术的发展具有里程碑意义。王院士荣获了美国显微镜学会 1999年巴顿奖章、2009年美国陶瓷学会Purdy奖、2011年美国材料学会奖章、2012年美国陶瓷学会埃瓦德奥顿纪念奖、2014年美国物理学会詹姆斯马克顾瓦迪新材料奖、2013中华人民共和国国际科学技术合作奖、2014年佐治亚理工学院杰出教授终身成就奖、2014年材料领域世界技术奖、2015年汤森路透引文桂冠奖、2016美国东南地区大学联盟杰出科学家奖、2016欧洲先进材料奖、2016中国旅美科协美国华人科技创新卓越领袖奖2016北京市华侨华人“京华奖”、北京市首位战略科学家奖。王教授是美国物理学会会士(fellow)、美国科学发展协会(AAAS)会士(fellow)、美国材料学会会士(fellow)、美国显微学会会士(fellow)、美国陶瓷学会会士(fellow)。王院士撰写并合著了6部科学参考书和教科书,编辑和共同编辑了14卷关于纳米技术的书籍,在国际一流刊物上发表了1200篇期刊论文(其中16篇发表在美国《科学》和《自然》期刊上;25篇发表在《自然》和《科学》的子刊上),拥有100项专利。王院士开创了纳米科技和应用物理方面的多个研究领域,其研究成果被国际同行广泛引用,其个人论文的被引用次数达到了目前科研单位材料学科进入ESI排名前1%所需单位近十年发表材料类论文总被引用次数(根据最新统计:目前科研单位的材料学科进入世界ESI前1%需要该单位发表的材料类期刊论文近10年被引用总次数超过3918次)的20倍以上,根据汤姆森路透集团Web of Science的统计:王院士发表的学术论文已被引用110,000次以上,论文被引用的H因子(h-index)是163;谷歌学术显示:他的学术论文已被引用150,000次以上,论文被引用的H因子是180。王院士在国际和国家会议、世界各地的大学和研究机构上应邀上发表了900多次大会全体特邀报告(plenary talk)、会议主题报告(keynote talk)及邀请和研讨会报告(invited and seminar talk)。更多详情敬请关注王院士的研究组主页:http://www.nanoscience.gatech.edu
讲座内容 自驱动系统是一种不需要借助外部电力供给而能持续工作的用于感知、探测、数据处理和数据传输的系统。基于压电效应和摩擦起电效应的纳米发电机可以将微弱的机械能转换为电能并用于自驱动系统,在物联网、环境/基础设施监视、医学科学、环境科学与安全等领域具有广泛而重要的应用。在报告中,我们首先从麦克斯韦尔程组出发来介绍纳米发电机的基本理论。在经典的麦克斯韦位移电流中, 这一项导致了电磁波的产生,这是无线通信、雷达和信息技术的基础。而我们的研究表明:由于发电机中电介质表面极化电荷的存在,在麦克斯韦位移电流原有表达式上应附加一项新的 ,这就是纳米发电机的输出电流。因此,我们的纳米发电机是麦克斯韦位移电流在能源和传感器方面的应用。同时,纳米发电机又可以应用于以下三个重要领域:微/纳电源、自驱动传感器和蓝色能源。在日常生活中存在着各种未被利用的机械能如人体运动、步行、振动、机械触发、轮胎转动、风、水流等,在报告中,我们将展示纳米发电机在收集上述机械能量方面的应用。随后,介绍我们基于摩擦纳米发电机的海浪能收集网络,并探究它作为大规模可持续电源的可能性。最后,我们将展示纳米发电机如何作为自驱动传感器来监测静态和动态机械扰动,该监测通过纳米发电机输出与机械扰动相关的电压电流信号来实现。
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