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中国LED显示屏研发技术已经处在全球领先水平！

添加时间：2020/02/18

　　在新冠肺炎疫情防控期间，众多新技术的广泛应用使得防疫工作效率大为提高。居家隔离的群众可以随时通过手机查看疫情动态、疫情地图，无法及时返回工作岗位的人可以在线远程办公，无人驾驶的快递车能及时运送货物，武汉火神山、雷神山专科医院的建设更离不开强大的技术支撑……而在LED行业，新技术也是层出不穷。
　　一滴雨能点亮100个LED灯泡?
　　已经有许多利用雨水发电的尝试，但这可能是更有效的解决方案之一。
　　据香港城市大学官网近日报道，该校研究团队开发出新型水滴发电机(DEG)，其瞬时功率密度较现时类似的水滴发电机增加数以千倍，并大大提升了电能转化效率。
　　它设有类似场效应晶体管(FET)的结构，使其瞬时功率密度较现时类似的水滴发电机(无类似场效应晶体管结构)增加数以千倍，并大大提升了电能转化效率。这项突破性成果有助推动水能发电的科学研究以及应对能源危机。
　　这项研究由香港城市大学机械工程系王钻开教授、美國內布拉斯加大學林肯分校曾晓成教授、中国科学院北京纳米能源与系统研究所创始主任、首席科学家王中林院士共同领导。研究成果发表在*新一期的国际权威学术期刊《自然(Nature)》上。
　　为了提升电能转化效率，研究团队花费了两年时间开发 DEG。其瞬时功率密度可以达到 50.1 W/m2，比没有使用类似 FET 设计的其他类似装置高数千倍，并且能量转化效率显著提升。
　　香港城市大学的王教授指出，这项发明有两个关键因素。第*，团队发现，水滴持续撞击一种带有准永久电荷的驻极体材料聚四氟乙烯(PTFE)，为高密度表面电荷的累积和存储提供了一种新方法。他们发现，当水滴持续撞击 PTFE 表面时，生成的表面电荷累积并逐渐达到饱和。这项新发现有助于克服之前研究中遇到的低电荷密度的瓶颈。
　　这项研究的另一个关键特征就是一套类似 FET 的独特结构。FET 是一项于1956年获得诺贝尔物理学奖的创新，如今已经变成了构成现代电子器件的基本单元。该装置由一个铝电极和一个 PTFE 薄膜沉积在其上的氧化铟锡(ITO)电极组成。PTFE/ITO 电极负责电荷的生成、存储和感应。当一滴水落到 PTFE/ITO 电极表面上并扩散开来时，“接通”了铝电极和 PTFE/ITO 电极，将原始的系统转化成一个闭环电路。
　　下图a为水滴发电机的原理示意图：氧化铟锡(ITO)玻璃片上加上了一层聚四氟乙烯(PTFE)，并在上面放置铝电极。当水滴撞击玻璃片表面时，充当晶体管的栅极，就“接通”了电路。下图b为四个并排的水滴发电机装置。
　　通过这种特殊的设计，持续的水滴撞击使 PTFE 上积存了密度很高的表面电荷。与此同时，当水滴扩散开来“接通”两个电极时，所有积存在 PTFE 上的电荷全部都被释放，产生了电流。因此，瞬时功率密度和能量转化效率都会大幅提升。
　　王教授表示：“我们的研究表明，100微升(1微升等于百万分之一升)的水滴从15厘米的高度落下，可以产生超过140V的电压。生成的电力足以点亮100盏小LED灯。”
　　他补充道，瞬时功率密度的提升并不是由额外的能量引起的，而是由水本身的动能转化引起的。“下落的水滴所牵涉的动能是由重力引起的，可以被认为是免费以及可再生的。它应该得到更好利用。
他们的研究也表明，相对湿度的降低不会影响发电效率。此外，雨水和海水都可以用于发电。长远来说，这项新设计可以应用和安装到液体与固体接触的不同表面上，例如轮船船体面、海岸线、雨伞表面甚至是水瓶内，这样就能充分利用低频的水动能。

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