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                                科學家研究出“人造閃電”

                                發布時間:2018-9-29 10:12:17 訪問次數:871

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                                “人造閃電”這一想法來自于兩個不同領域的碰撞。2017年,該團隊在一次學術討論中提出,teng具有高電壓輸出的特性,而激發產生等離子體恰好需要高壓電場。于是他們大膽設想,何不將二者結合起來,利用摩擦發電機直出高電壓(kv)的特性,依靠機械能驅動產生等離子體放電,從而實現一種便攜、自驅動的等離子體發生裝置。

                                值得一提的是,國內外此前并沒有利用teng驅動產生等離子體的相關研究。

                                于是,研究人員將等離子體與teng結合起來,利用teng直接驅動四種典型的等離子體放電模式:介質阻擋放電、大氣壓非平衡態等離子體射流、電暈放電和微火花放電,實現機械驅動產生微等離子體。

                                程嘉表示,這四種等離子放電模式證明了teng可以直接驅動等離子體放電,而不需要任何電源、變壓器或復雜管理電路。并且,通過簡單改變teng、等離子體放電器件、調整升壓電路,可以輕易地實現或變換多種等離子體放電模式,控制其放電性能。http://yifadz.51dzw.com

                                大連理工大學教授王友年表示:“傳統的放電模式是采用電源放電,而此項研究則是采用摩擦起電產生電荷,將高電壓‘引’出來,進行放電。”由于氣體放電產生的等離子體是發光的,因此,肉眼就可以直觀地感受到效果。此外,此研究能夠實現摩擦起電產生等離子體,并能控制放電的穩定性、監測放電信號,這是一大亮點。

                                而對于“機械驅動產生微等離子體”的應用前景,中國科學院院士、清華大學教授雒建斌認為,這項研究本身是一個非常有創意的工作,但如果能大幅度提高或改善teng摩擦的頻率、產生電壓的強度等問題,那么,該方法可能對等離子體的發展提供一種新可能,“不過真正到規模化應用還有很長一段路要走”。

                                作為物質的第四態,等離子體在核聚變、生物醫學、航空航天等領域均有重要應用,如加強滅菌效果、改變材料表面特性等。但目前,通常的等離子體產生方法(如利用壓電材料、太陽能),則受限于電源、儲能裝置等,較難實現輕量化、移動化。

                                不過,華人科學家的一項研究或可打破上述的諸多限制。該研究由中國科學院外籍院士、美國佐治亞理工學院教授王中林領銜,其團隊提出摩擦電微等離子體的概念,在大氣環境下,通過摩擦納米發電機(teng)直接收集機械運動產生的微等離子體(≤1mm的等離子體)。相關研究結果近日發表于《自然—通訊》。http://gcddz.51dzw.com/

                                “類似于利用自然界閃電放電的原理,產生并收集等離子體。”論文第一作者之一、清華大學機械系副研究員程嘉向《中國科學報》記者解釋道,閃電是由于云層內冰晶間相互摩擦產生高壓電場,擊穿空氣形成瞬間放電,“我們的方法,就是利用摩擦起電效應,使teng持續輸出高電壓,用于遠程建立高壓電場擊穿氣體,生成等離子體。”文章來源:科學網

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