王中林:將科學作爲信仰 有興趣纔有動力
科學時報訊 日前,美國材料研究學會宣佈了2011年度材料研究學會獎獲獎名單。中科院外籍院士、美國佐治亞理工學院教授王中林與另一位華裔科學家楊培東獲得殊榮。
個子高大、笑容爽朗的王中林此前在接受本報記者採訪時,向記者展示了他的主要成果——納米發電機,並談及他科研生涯中的一些感悟。
納米發電機:從科研到產業化
記者在王中林的辦公桌上看到一個白色的塑料盒子,裡面是一塊大約兩三平方釐米大小的扁平器件,外層是一種透明的材料,裡面密集地鑲嵌着一些金屬細絲。
王中林略帶得意地告訴記者,這就是他發明的納米發電機。
納米發電機是王中林最具影響力的發明。該成果被英國《物理世界》評爲2008年最佳進展之一。美國《新科學家》雜誌把納米發電機評爲與手機同等重要的發明,認爲它將是影響未來十到三十年的十大重要技術之一。
王中林對納米發電機的研究始於2005年,其出發點是爲了解決納米器件的電源問題。王中林設想,如果能發明一種微型的裝置,將生物體內的生物能量轉化爲電能,輸送給納米器件,同步實現器件和電源的微型化,將圓滿解決納米器件的供電問題。
在這個思路的指引下,王中林和他的團隊開始致力於基於新型納米材料的能源轉化和利用研究。2006年初,王中林首次在美國《科學》雜誌發表了他設計的適應性廣、生產成本低的納米發電機。該發電機能收集周圍環境中微小震動的機械能並將其轉變爲電能,爲其他納米器件,如傳感器、探測器等提供能量。
此後,王中林及其團隊相繼研發出高頻驅動直流納米發電機、纖維納米發電機和低頻驅動柔性交流納米發電機。
2008年,王中林小組通過巧妙的實驗設計和工藝組裝,成功地大幅提升了納米發電機的功率,使之輸出電壓高達3伏,相當於兩顆AA電池的能量,首次成功驅動了常規電子器件,如發光二極管等,實現了納米發電機從基礎方法研究到實際應用的突破性進展。
這種微型的納米發電機幾乎可以植入任何載體,如衣服、鞋子,甚至人類的肌肉。如果把這種“納米發電機”像集成電路那樣聚集起來,它產生的能量足夠支持一臺音樂隨身聽,甚至手機。
2009年1月,王中林及其團隊又開發出由高分子薄膜封裝的交流納米發電機,首次實現基於納米線的自驅動納米體系。
在此基礎之上,又經過兩年的發展,今天的納米發電機已能夠產生50伏的電壓,技術完全成熟,正在尋找合適的契機與合作伙伴使之市場化、產業化,有希望在2~3年內面市。
6年來,王中林潛心於納米發電機的研究,從基礎科學到工程設計,再到技術應用,打造了一個科學家的品牌產品。採訪中,王中林用食指和中指輕輕拿起納米發電機,迎着光仔細端詳。他說:“納米發電領域的發展已經到了一個關鍵時刻。我相信,按這種勢頭髮展下去,在不久的將來,納米發電機將會影響人們的日常生活。”
十多年來,王中林致力於納米材料及器件的研究,取得了多項重大研究成果。迄今已發表論文650多篇,論文總引用次數達到44000餘次,成爲世界上納米研究領域論文引用次數最多的前10位作者之一。2004年美國《科學》雜誌曾把他作爲在美國任教的外國人中比較成功的典型進行報道。
總結自己的科研歷程,他有三點重要的感悟:科研工作必須是原創性和系統性的,科學研究貴在堅持和專一。科研成果轉化成產品才能對社會產生重大的影響。
王中林強調,首先,科研工作者對自己的研究一定要有興趣,有興趣纔會有真正的動力。
其次,要有鍥而不捨的精神。王中林說,人們通常只看到科研成果發表時的輝煌,卻不知這輝煌背後有一個漫長的積累過程,沒有毅力的人是無法堅持下去的。作科學研究不能急於求成,要踏實勤奮且不爲外物所動。要時刻明確自己的近期目標和遠期目標,這是成功的保證。
第三,要有創新精神。王中林說,做科研不能吃老本,要把眼光放在未來的工作上,要時刻保持超前意識,別人沒想到的東西要提前想到,不能總在後面跟風。這是對科學工作者最大的挑戰。
對王中林來說,科學已經不僅僅是他研究的對象或從事的專業,科學已經融入了他的生命之中。他說:“我熱愛科學,這不是三分鐘的熱情,而是持續一生的熱情。科學已經成爲我的信仰。”