随着笔记本电脑和手机的大范围应用,为可移动电子设备寻找电源就变得日益重要。当前技术主要依赖于充电电池。但在不远的将来,微/纳米系统将被广泛地应用于健康监控、基础构造与环境监控、物联网及防御技术。传统的电池可能无法满足需求或者根本不会成为电源选择,原因有以下几点:
第一,随着尺寸的不断缩小,整个微/纳米系统的尺寸将在很大程度上 由电池(而不是设备)的尺寸来决定。
第二,传感器网络将要使用的微/纳米系统的数量和密度可能都会很大,这些移动设备的电池更换工作就变得富有挑战性且不切实际。最后,微/纳米系统运行所需的能量会变得相当小――可维持在微瓦(μW)至毫瓦(mW)的范围内。为迎接这些技术挑战,作者在2005年就提出自驱动纳米技术,着眼于从环境中获取能量,为微/纳米系统传感器网络供电。自从第一台使用压电纳米线、可让机械能转换为电能的纳米发电机向世人展示(Wang & Song, Science, 312, 242-246 (2006))后,整个世界对各种能量获取方法的发展产生极大兴趣。2006年的一篇文章展现了一个重要概念――自驱动纳米技术,即从微/纳米系统工作环境中获取能量,为其供电。为了对纳米发电机的发展有一个综合、连贯的回顾,在所发表论文的基础上,作者编写了这本书,该书对纳米发电机的基本材料、物理学原理和理论、研究方法、工程扩展以及技术应用等都作了清晰介绍,使读者对该技术有一个全面的直观了解。本书分为11个章节。