不管是為環(huán)保還是為經(jīng)濟(jì)，開(kāi)發(fā)更便宜更干凈的新能源，可以說(shuō)是全球科學(xué)家共同努力的主要方向。無(wú)處不在、無(wú)時(shí)不動(dòng)的人類自身，也成了科學(xué)家們“覬覦”的目標(biāo)，腳力發(fā)電、體內(nèi)發(fā)電，樣樣都來(lái)……人也能用來(lái)發(fā)電嗎?答案是肯定的。

化“腳力”為電力

我們知道，能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。人們?cè)谶\(yùn)動(dòng)或舞蹈的時(shí)候，釋放了大量能量，如果能把這些能量利用起來(lái)該多好?事實(shí)上，科學(xué)家們就是這樣做的。

這種運(yùn)用人力的發(fā)電方式，并不是什么新鮮的創(chuàng)舉。將腳力轉(zhuǎn)化為電能的健身房和舞廳，都已經(jīng)有了。位于美國(guó)俄勒岡州的一家健身俱樂(lè)部里，你在動(dòng)感單車上踩下的每一腳，都將產(chǎn)生微弱的電力。雖然單踩一腳所產(chǎn)生的電能極少，但如果100個(gè)人不停地運(yùn)動(dòng)，就可以部分滿足俱樂(lè)部的用電需要。同樣的，位于荷蘭鹿特丹的“可持續(xù)跳舞俱樂(lè)部”里，舞池的地板下裝有電壓材料，它將人們跳舞時(shí)對(duì)地板的振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電力，為舞廳供電。

雖然目前這只是星星之火，但是我們可以想象在不遠(yuǎn)的將來(lái)，人潮涌動(dòng)的火車站、大商場(chǎng)、街頭甚至學(xué)校操場(chǎng)下都埋設(shè)電能采集器的情景，用腳力來(lái)發(fā)電，不會(huì)只是夢(mèng)想。

今天要介紹的這款長(zhǎng)得像體重機(jī)的機(jī)器，就包含了科學(xué)家對(duì)未來(lái)的希望。這款名叫 “mPower”的機(jī)器最特別的部分就是把人看做最龐大的資源，你可以靠自己的腳力發(fā)電賺錢!在科學(xué)家的設(shè)想里，這一綠葉造型的腳踏發(fā)電機(jī)將大量設(shè)置，并且免費(fèi)使用。它是一種信息服務(wù)系統(tǒng)，有聯(lián)網(wǎng)的觸摸屏幕可供使用，提供包括新聞、小區(qū)活動(dòng)、交通信息、天氣、地圖、游戲、電話服務(wù)等，你必須腳踩踏板來(lái)供應(yīng)信息查詢所需的電力;另外它還有指紋辨識(shí)的身份識(shí)別系統(tǒng)，在每個(gè)使用者掃描指紋確認(rèn)身份后，你“腳”產(chǎn)出來(lái)的多余電力將直接賣給電廠，所得金額會(huì)直接匯到你的賬戶。

人體就是發(fā)電機(jī)

心臟起搏器、植入式耳蝸、血糖監(jiān)測(cè)儀……醫(yī)學(xué)的進(jìn)步使得人類健康越來(lái)越依賴于各種電子設(shè)備?？茖W(xué)家還在嘗試多種可植入電子設(shè)備的開(kāi)發(fā)，比如大腦刺激器，它們有的能夠阻斷饑餓信號(hào)，具有減肥功能;有的可治療慢性疼痛。不過(guò)，所有這些電子設(shè)備都有一個(gè)缺陷:雖然它們的輸出功率都很小，但是一旦電量耗盡，更換電池不僅麻煩，而且也相當(dāng)昂貴。比如，心臟病人不得不每隔幾年就重新接受一次手術(shù)更換起搏器電池，每次費(fèi)用多達(dá)2萬(wàn)美元。

科學(xué)家試圖找到一種一勞永逸的方法，那就是利用人體內(nèi)部能量來(lái)為這些設(shè)備供電。這當(dāng)然不是什么神秘的超自然力，而是將人體內(nèi)部?jī)?chǔ)存的化學(xué)能、熱能或者肌肉脈動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。研究人員希望，未來(lái)的醫(yī)療設(shè)備可以良性“寄生”在人體內(nèi)，在需要的時(shí)候從人體內(nèi)“偷取”一點(diǎn)點(diǎn)電能來(lái)維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

葡萄糖廣泛存在于各種食物中，是新陳代謝不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也是人體活動(dòng)所需能量的重要來(lái)源。2005年，日本東北大學(xué)教授西澤松彥領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開(kāi)發(fā)出了一種利用血液中的糖分發(fā)電的燃料電池。這種電池可為植入人體的裝置提供充足的電量。目前大部分在實(shí)驗(yàn)室中研制出來(lái)的生物燃料電池都是使用酶作為催化劑，加快反應(yīng)過(guò)程，同時(shí)產(chǎn)生更多電能。這種電池的缺點(diǎn)在于，酶往往在幾個(gè)小時(shí)后就會(huì)自動(dòng)分解，從而嚴(yán)重影響電池的使用壽命，走向?qū)嵱眠€有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善。

2006年12月，英國(guó)工貿(mào)部宣布啟動(dòng)一項(xiàng)開(kāi)發(fā)體內(nèi)微型發(fā)電機(jī)的計(jì)劃。該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作大部分由南安普敦大學(xué)附屬的一家公司負(fù)責(zé)。該公司已經(jīng)研制出一套原型，并在實(shí)驗(yàn)室中開(kāi)始測(cè)試。公司首席執(zhí)行官羅伊·弗里蘭表示，他們分別從心跳及肢體運(yùn)動(dòng)兩個(gè)方面來(lái)研發(fā)這種利用人體動(dòng)能發(fā)電的裝置，但出于商業(yè)考慮，他不肯透露有關(guān)發(fā)電機(jī)工作原理的具體細(xì)節(jié)。他們的最終目標(biāo)是制造一個(gè)直徑6毫米、長(zhǎng)20~30毫米的設(shè)備，輸出功率達(dá)到100~150微瓦，可驅(qū)動(dòng)心臟起搏器或者生物傳感器，并在5年內(nèi)上市銷售。

另一種將人體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的方法是利用壓電效應(yīng)。壓電敏感元件受到外力作用時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電流，但由于材料的脆弱性以及輸出功率有限，其開(kāi)發(fā)前景并不被看好。不過(guò)，美國(guó)佐治亞理工學(xué)院的研究人員在這方面仍取得了一定的突破，并于2007年4月研制出納米發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的基座上密布著無(wú)數(shù)根直徑只有40納米的氧化鋅電線，電線頂端覆蓋著一塊導(dǎo)電板，即使向?qū)щ姲迨┘雍苄〉膲毫Γ趸\電線也很容易發(fā)生彎曲，從而產(chǎn)生電流。到目前為止，這款納米發(fā)電機(jī)的輸出電量只能達(dá)到幾皮瓦(1皮瓦=百億分之一瓦)，隨著制作工藝的改進(jìn)，其效率還將大幅提高。

科學(xué)家相信，在2~3年內(nèi)就能夠開(kāi)發(fā)出具有實(shí)用價(jià)值的納米發(fā)電機(jī)?？茖W(xué)家們希望將來(lái)能夠借助人體血管搏動(dòng)或者肌肉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的微小壓力來(lái)形成電流，甚至還可以將這種納米級(jí)的發(fā)電機(jī)植入胸腔，在不與心臟接觸的情況下，將心跳產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。

目前，科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出好幾套利用人體內(nèi)部能量提取電力的設(shè)備，相信未來(lái)幾年內(nèi)，很多微型醫(yī)療設(shè)備可能就完全不再需要電池了。也許將來(lái)某一天，手機(jī)、MP3等小型便攜式電器也能夠直接依靠人體充電，甚至以我們的身體作為發(fā)電媒介，在握手的時(shí)候就能夠通過(guò)彼此攜帶的微型電腦自動(dòng)交換電子名片。