科学家用摩擦效应实现高效能声音发电

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1、2014年2月19日主办: 中国科学院 中国工程院 国家自然科学基金委员会 中国科学技术协会今日 8 版 国内统一刊号: CN110084 邮发代号: 182星期三甲午年正月二十CHINA SCIENCE DAILY5988总第期扫二维码 看科学报官方微博 新浪: http:/ http:/ 2 月 18 日讯 (记者郑金武)今天, 中国科学院北 京分院、 京区党委 2014 年度工作会议在京召开。会议旨在学习 贯彻党的十八届三中全会精神,深入贯彻落实习近平总书记视 察中科院时的重要讲话精神、 院工作会议精神, 动员和部署京区 单位全面启动 “四个率先” 行动计划, 扎实推进 “一三五” 规划

2、。 北京分院院长、 京区党委书记何岩在会上强调, 北京分院 要把推进和实施 “率先行动” 计划作为实施创新驱动发展战略 和加速完成 “创新 2020” 目标的动员令。分院各单位要把启动 实施 “率先行动” 计划作为今年的一项重点工作, 进一步增强 机遇意识、 责任意识、 进取意识, 集思广益, 凝心聚力, 抓好 “率先行动” 计划起步开局工作。 北京分院党组常务副书记、京区党委常务副书记马扬在 工作报告中指出, 2014 年北京分院京区党委将以启动实施 “率先行动” 计划为主线, 广泛深入开展宣传动员, 组织开展学 习研讨; 以 “一三五” 规划实施和先导专项为重点, 以做好服务 工作为切入点

3、, 加强对研究所科研活动的调研; 进一步转变工 作作风, 巩固群众路线教育实践活动成果; 以贯彻创新驱动发 展战略为重点, 进一步提升院地合作成效。 会议还颁发了 14 个党建工作创新奖、 7 个科研团队科技成 果转化奖、 24 个技术转移团队技术转移工作组织奖等奖项。昨日,中国科学报 发表记者手记, 提及在近日举办的美国科学促进会年会 上德国科学记者 Christinae的一个疑惑, 即外国科学记者和学术圈非常想了解中 国科学家的科研故事, 可 “虽然中国教授 的主页上也有电子邮件地址,但我向他 们发出采访请求时,却从来没有得到回 复。”( 中国科学报 2月18日要闻版) 中国科学家为什么不

4、回邮件? 记者 给出了诸如 “中国科学家太忙”“不愿意 和擅长向公众解释自己的工作”“科学 家接受采访有时候遭到误解”等原因。 这些, 显然都是现实存在的问题。不过, 在笔者看来, 还有一个原因, 即部分记 者、 编辑存在着科学素养与科学道德问 题, 使得一些媒体与科学家之间存在难 以跨越的沟壑。这一点, 就连西方发达 国家也没有能够解决得十分完美。 有学者以美国科普工作为研究对 象, 分析了西方发达国家科普工作中存 在的问题,其中就包括新闻标准不恰 当, 比如过分强调轰动效应, 易于造成 报道不客观; 热衷于通过下游产品来介 绍科技, 因而对科学原理、 科学前沿等 重大问题关注不够, 等等。

5、所有这些造 成包括美国在内的西方科技界与新闻 界的隔膜。换句话说, 就是科学家对科 学记者和科学媒体缺乏信任。 笔者从事高校宣传工作多年, 日常新闻报道组织中包括了大量的科技新 闻报道, 对科学家与媒体之间的隔膜感 受颇深。据我观察, 主要原因有两点: 一 是某些记者本身并不懂科技, 主要是文 科类新闻学院毕业生, 或者是文史哲一 类传统文科专业毕业生, 缺乏对现代科 技原理和知识的掌握, 在从事科技新闻 报道时往往力不从心, 甚至发出的科技 报道连自己都没有弄懂; 二是部分都市 媒体记者、 编辑缺乏科学精神和新闻道 德, 为了 “点击率” , 往往会夸大其辞甚至 无中生有, 或者按照个人意愿

6、添油加醋 “创作新闻” , 以至于报道失真。 诸如此类 科学报道中存在的乱象,纵然极少发 生,但也使得科学家对记者敬而远之, 缺乏充分的信任, 由此科学家与科学报 道的良性互动也就无从谈起。 科学报道和科学普及工作的完善 和成熟程度,是一个国家和社会文明进 程的标志。我国创新型国家建设和经济 社会转型,对科学普及工作也提出了迫 切需求。 为此, 笔者建议大学新闻学院应 改革人才培养模式,加强具有广博和深 厚的现代科技背景的新闻工作者的培 养。同时, 新闻媒体要加强记者、 编辑的 新闻职业道德建设。 只有这样, 科学记者 和科学编辑才能成为科学普及工作的 “传播者” 和 “守门人” , 也才能逐

7、渐与科 学工作者形成互信合作的良性循环。新闻学院应加强 对科学记者培养姻卢荻秋主持: 张林邱锐邮箱: 为 “调皮” 的好奇宝宝点赞姻本报记者 甘晓记者手记科学家用摩擦效应实现高效能声音发电本报讯 (记者潘锋 通讯员赵春)近日, 在中国科学院北京 纳米能源与系统研究所王中林院士的领导下, 由博士杨进、 陈 俊等组成的研究小组首次实现了利用摩擦效应的高效能声音 发电。相关研究日前发表于 ACS 纳米 。 声波无处不在, 若能将声能加以收集并利用, 将能够获得 一种崭新的、 可持续的能量源。然而, 目前用于收集声能的压 电和静电效应技术, 存在能量转换效率低、 结构复杂和对材料 品质要求高等缺点,

8、并且大多数器件的工作频率较高, 而日常 生活中使用的声源则主要包括低频成分,从而使得现有技术 和器件未得到真正应用。 为此, 研究人员将镀有金属电极的聚四氟乙烯膜 (Teflon) 和具有孔洞结构的金属电极膜贴合在一起,构成摩擦电纳米 发电机, 然后将其用于声转换敏感单元。 研究人员介绍, 聚四氟乙烯膜轻薄且具有弹性, 能够在实现对环境声压变化敏感响应的同时,与金属电极膜产生不同 程度的分离与接触摩擦,造成表面摩擦电荷与感应电荷之间 的平衡关系发生变化, 从而驱动电子通过外电路发生转移, 即 形成电流, 实现从声能到电能的转化。 实验结果表明, 当声压在 70110 分贝范围时, 器件声响 应

9、灵敏度达 9.54 伏 / 帕,峰值功率密度为 60.2 毫瓦 / 平方 米, 声电转换效率大于 50%。 声音驱动的摩擦电纳米发电机可 以同时点亮 20 个 LED 灯。 业内专家认为, 该研究结果在环境声能量高效采集、 噪声 抑制以及声传感探测 (如航空动力声传感、 军事侦察以及个人 电子设备) 等领域有广泛的应用前景。 整个器件的制造工艺无 须昂贵原材料和先进制造设备,有利于大规模工业生产和实 际应用, 且整个器件以柔性聚合物膜为基本结构, 易加工; 器 件的使用寿命长, 易与其他加工工艺相融合。姻本报记者 黄辛 见习记者 王珊“看, 取出来了!” 伴随着一阵欢 呼声, 2 月 1 日凌

10、晨,钻探船“决心 号”成功在南海 4250 米深处获取了 第一根近 10 米长的岩芯。 “第一周的工作完全颠覆了南海 安静 的形象, 200 万年前这里曾发 生剧烈的浊流动荡。 ” 从船上科学家、 同济大学海洋与地球科学学院教授 刘志飞发回来的手记中, 记者能感受 到他的兴奋之情。 目前, 由我国科学家建议、 设计 并主持的南海第二次大洋钻探、 国际 大洋发现计划 349 航次正在南中国 海进行。超微化石有点乱在 “决心号” 古生物实验室的 尽头, 有一个用黑色布帘隔开的神 秘小屋, 这里就是超微化石组工作 的地方, 大家形象地称它为 “超微 小屋” 。 超微化石是一种单细胞海洋超微 浮游植物

11、化石,在海洋沉积物中分布 广、 数量大、 演化快, 是用以确定沉积 物形成年代的极佳参照物之一。 上述航次的科学目标是钻取南 海基底玄武岩, 以获取南海扩张演变 的构造历史及其沉积和环境演变历 程。 因此, 科学家们获取了岩芯之后, 便迫不及待开始了南海海底的 “大揭 秘” 。 不过, 此次超微化石分析工作一 开始进展得并不顺利。船上科学家、 同济大学教授刘传联如此记载自己 的见闻:“当第一个站位第一筒岩芯 上岸后, 科学家们费尽力气浏览完所 有的视域, 才找到一个保存不好的超 微化石; 然而, 接下来的第二筒岩芯 样品中, 竟然连一个超微化石也没有 发现; 直到第三筒样品出笼, 超微化 石数

12、量极为丰富!” 而且, 钻取的结果着实让科学家 们感到惊讶。“化石成分极其混乱, 不 同年代的新老化石混在一起,既有 40 多万年的超微化石,又有近 200 多万年的化石。 难道我们一下就钻到 了 200 万年前?” “实际上,这正是遭遇了浊流的 表现。 ” 刘传联说, 这些岩芯打破了他 们一直对南海海底 “温柔” 的认知, 成 为他们还原南海海盆演化过程、 揭开 其几百万年以来沧桑巨变的第一手 证据。南海海底不平静从外表上看, 在海底深处获取的 岩芯非常有意思。 每十几或几十厘米 的地方就有粉沙和黏土物质组成的沉积旋回, 沉积物的颗粒从底部向上 变细。 对此, 刘志飞说, 这正是海底发 生浊

13、流事件的表征。 “即海底曾经频 繁发生大规模的物质搬运和沉积作 用。” 对于古生物地层工作者来说, 浊 流沉积是最忌讳的沉积物类型之一, 它可以把不同地区、 不同年代的化石 搬运过来沉积到海底, 从而造成化石 成分的混乱。 “南海海山地形陡峭, 所以极易 形成滑坡等重力流搬运作用,浊流 就是其中一种。” 刘志飞说, 他通过 显微镜分析发现,沉积物的来源可 能有更多可能。 根据分析,获取的沉积物中含有 大量石英、 长石等矿物, 可能是来源中 性岩或中酸性岩区,而南海海山据称 都为基性岩。因此, 沉积物可能来源于 南海周围陆地的远距离输运。 “如果真是这样,动荡的南海不 仅仅止于中央海区, 可能遍

14、及南海大 部分深海区域。” 刘志飞说。 动荡的海底环境,远远超出了 科学家的想象。船上的微体古生物 学家现场鉴定得出结论,这种频繁 的浊流活动,早在 200 多万年以前 就开始了。南海钻探排头兵能够测算出浊流活动的时间, 磁 性地层学测定方法的作用不可小觑。 这是同济大学海洋高等研究院 特聘研究员、美国加州大学圣克鲁 兹分校研究员赵西西第 12 次登上 “决心号” 进行大洋科学考察, 而他 的工作就是用磁性地层学的方法来 帮助研究人员测定岩石和沉积物的 年代。 赵西西给每个岩芯都进行了古 地磁测试,帮助古生物专家们确认 他们发现的 200 万年前的化石为再 沉积产物,并确定了第四纪以来站 位沉

15、积物的沉积速率以及浊流旋回 的频率。 “岩石和沉积物是不会撒谎的。 ” 赵西西说,“浊流作用不仅大规模地 搬运物质, 造成沉积物的颗粒由底部 向上变细的沉积旋回, 同时也带来生 物化石的再沉积。” 其实,自国际大洋钻探计划 DSDP 阶段 (当时称为 “深海钻探计 划” ) 首次实施起, 磁性地层学在大 洋钻探研究中就占有了不可或缺的 重要位置。 “南海深海几百万年以来究竟如 何沧桑演变?钻探提供的全新线索, 给我们带来了太多遐想。” 项目首席 科学家、 同济大学海洋与地球科学学 院教授李春峰表示。南 海 海 底:两 百 万 年 前 浊 流 激 荡姻本报记者 彭科峰“下一代互联网将有两条发展路

16、线,但它们并不 完全对立, 可以相互借鉴、 相互利用。 ” 近日, 中国工程 院院士邬贺铨在接受 中国科学报 记者采访时这样 表示。他还认为, 下一代互联网应满足安全性、 可信 性、 移动性等多项特征。 邬贺铨指出, 自上世纪 70 年代以来, 从阿帕网到 全球互联网,从 IPv4 到 IPv6,从有线接入到宽带接 入, 互联网发生了翻天覆地的变化。“互联网在诞生之 初, 主要供内部人士使用; 现在互联网的发展已经和 当初设计的意图完全不一样了,面临着可扩展性、 移 动性、 异构性和安全性的挑战。” 如今, 社会各界都在谈论下一代互联网或未来网 络技术的发展前景。 对此, 邬贺铨说, 下一代互联网或未来网络将具有安全可信性、 移动性, 且能够支持物 联网等特征。 邬贺铨还认为, 由于 IPv4 技术自身的局限性, 目 前互联网面临网络 IP 地址枯竭的处境,未来可能不 得不选择 IPv6

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