- 創建時間
- 2022/2/23 10:12:41
她沉浸在自己的科研世界🧒🏽，專註於能量收集，以滴水發電助力綠色能源💆🏽。她在科研路上執著前行，她就是今天故事的主人公，2021年度校長獎學金研究生組獲獎者——張楠。
張楠，通信與電子工程學院2017級微電子學與固體電子學專業博士研究生，主要研究方向是基於固液界面的能量收集🥚。曾獲得國家獎學金、校長獎學金；博士期間共發表SCI學術論文17篇(中科院一區，9篇)♿，其中以第一作者身份在Nano Energy(3篇，影響因子17.8), ACS Applied Electronic Materials等學術期刊發表SCI論文5篇⛎；申請國家發明專利2項🕴；參加IEEE NEMS2021和NENS 2021等國際會議，並在會上作分會場報告🪖；榮獲華為杯第十五屆中國研究生數學建模競賽國家三等獎。
張楠的2021年度校長獎學金的答辯ppt只有5頁🤘🏽，1頁教育經歷、1頁研究領域，3頁成果展示。滿屏的科研成果訴說了她多年的努力與付出。
潛心科研，滴水發電
“一個液滴撞擊在固體表面上的能量該如何收集😠？這個能量有多少呢？又有多少能量可以轉換成電能呢？其實這就是我的研究方向🤞🏽。”張楠這樣介紹自己的工作。
張楠表示，自己的工作起源於她的指導老師周曉峰副教授和香港城市大學王鉆開教授於2020年發表在Nature上的文章A droplet-based electricity generator with high instantaneous power density🫕。她介紹道，這項工作創造性地提出了一種類晶體管結構的液滴發電機，與傳統的液滴發電機相比，它的瞬時功率增加了數千倍，大大提升了發電機電能轉化效率。一滴100微升的水滴從15厘米的高度滴下，可產生超過140伏特電壓✷，瞬時功率密度達到50.1 W/m2，發電機產生的電能足以點亮100盞小LED燈🦠。
“我們小組在此基礎上，提出了設計這種高性能液滴發電機的系統化策略🐦，液滴發電機的瞬時功率密度進一步提高至千瓦量級🌚，一滴液滴碰撞固體表面產生的電能可驅動300盞小LED燈，打破了目前該領域的最高紀錄7️⃣。” 張楠坦言，就目前研究來看，這項紀錄不久後應該會再次被刷新。
一滴液滴驅動300個商用LED（小白點為LED燈）
由於這個研究方向比較新穎，張楠在課題開展之處有著太多的疑惑都無法解決🦿，可以說是在摸著石頭過河，在跌跌撞撞中她發現，通過與師長、同學們的討論🥯，自己可以得到靈感、發現問題、解決問題🦹🏻♂️，從而提出自己的觀點🪓。討論讓她受益匪淺，“不同的人看問題的角度是不同的🫘，所以討論的過程是令人開心的🧑🏻🦲，從中得到啟發、疑惑得到解決的感覺真的很好，這也是科研的樂趣😥。”
Question:
液滴發電機的應用場景是在哪些方面呢🦋？
Answer:
目前基於體效應液滴發電機的研究尚處於起步階段🤵🏼，其應用場景尚在摸索中👩🏿🚒。我們小組其中一項研究已經證明體效應液滴發電機的製備具有普適性，可以在任何表面，人造材料如紙、玻璃👩🦲🏇🏻、矽片；自然材料如石頭🤶🏿、蟬翼‼️、蘆薈表面，經過極簡單的操作即可製備液滴發電機。
我們設想將來可以在溫室大棚表面構建這樣的液滴發電機，有效轉化雨水的動能為電能，打造自供電的溫室大棚🛳，實現智慧農業，液滴發電機也可以和太陽能結合，構建全天候環境能量轉換發電設施。
另外，不僅僅是收集液滴的動能👩🏻🍳，我們也在嘗試利用體效應構建可以收集波浪能的發電機，為高效獲取豐富的水動力能量開辟了一條新途徑🦮👨🏻🦳。
在實驗室蘆薈上構建液滴發電機
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