然而,输出功率小一直是制约纳米发电机实际应用的瓶颈。经过两年多的技术攻关,王中林小组通过巧妙的实验设计和工艺组装,终于成功地大幅提升了纳米发电机的功率,使之输出电压高达3伏,它不但比两年前提高了40倍,并首次成功驱动了常规电子器件,如发光二极管、激光二极管和小型液晶显示器等,实现了纳米发电机从基础方法研究到实际应用的突破性进展。

  其中,由博士生朱光、王思浤和博士后杨如森组成的课题小组,设计和制作出了基于水平氧化锌纳米线阵列的柔性交流发电机。他们首先利用物理气相法在水平基底上合成出竖直的氧化锌纳米线阵列,然后通过巧妙的实验装置将纳米线转移到柔性基底上,形成排列取向和晶格取向都一致的水平氧化锌纳米线阵列;再经过光刻、溅射等工艺,将等间距的条状金属电极和纳米线紧密结合,最后利用弹性材料将器件封装完毕。在仅仅0.1%的拉伸应变下,这种集成了大量纳米线的纳米发电机能够输出高达2伏的电压。为了实现基于纳米发电机的自驱动纳米技术,这个课题组将该集成纳米发电机整合到全桥整流电路中,在充电阶段,纳米发电机输出的交流电被电容器有效地储存起来。当储存的电量和电压达到一定数值时,储存的电能被成功用于驱动一发光二极管。王中林说,这是纳米发电机首次成功地驱动常规电子器件,为自驱动纳米技术的实际应用提供了一条有效途径。