王中林和他的納米世界

[誤打誤撞]

1961年，王中林出生于陜西高陽鎮。作為家中最小孩子，王中林得到了更多照顧。雖然家境不好，但全家人一起努力，給他提供了所能得到的最好教育。他也沒讓家人失望，小學、中學、高中一直都是第一名。1978年，王中林考取了西北電訊工程學院（西安電子科技大學的前身），專業是物理。

1981年，學校得到了送學生去美國進修的名額，20歲的王中林報了名，但因為英語太差，沒通過。隨后一年，他惡補英語，第二次選拔時，王中林順利通過，并成為西北五省唯一被錄取的學生。隨后，他選擇了亞利桑那州立大學（Arizona State University）作為目標，因為A開頭的學校排在了列表最前面。可能也是同樣的原因，他投身到了一位名叫考利（Cowley）的教授門下。當時他并不知道，這位全名叫做約翰·麥斯威爾·考利（John Maxwell Cowley）的教授，是高分辨電子顯微學的祖師級人物。

就這樣，一次撞大運般的選擇，開啟了王中林的科研之路。

[起步維艱]

在美國，王中林僅用四年時間就拿到了物理學博士學位，而其他人要六年或八年。這期間，王中林順利完成了多個研究課題，從電子顯微學到納米材料表征。他的勤勉得到了教授考利的高度贊賞——“不管做什么，他都是最好的”。

但隨后的故事卻沒有那么順利。畢業后，王中林首先找到了美國石溪大學的一份博士后工作，然而，這里的實驗條件太差，他習得了一身屠龍之術，這里卻沒有龍。后來他去英國劍橋大學，開始了新的研究生活。可惜，天時地利人和，總是難以湊全，在劍橋，他缺的是人和。

不過，正是在這段灰暗的歲月，王中林硬是達到了他的一個學術小高峰。那個年代，電子顯微學還不成熟，很多研究者都是自成體系，甚至連使用的符號都不統一。實驗受挫的王中林不想虛度光陰，他找來了該領域的所有文獻，用了兩年的時間，將所有這些知識提煉成了一本書——《電子成像和衍射中的彈性和非彈性散射》，這是他的第一本著作，一經出版就廣受好評，被稱為“具有卓越成就的經典之作”。

1995年，王中林應聘到了美國佐治亞理工學院當副教授，從事納米科學研究。

初來乍到，王中林沒有專用的實驗室，只能白天看文獻，晚上蹭別人的實驗室。有些教授歧視他，倔強的王中林扛下了這些壓力，用三年時間發表了80多篇論文，還獲得了終身教授席位。隨后王中林又用了五年時間，成了佐治亞理工學院的董事教授。全校數千名教職員工，這個榮譽每年只有兩個名額。

[不走尋常路]

進入21世紀，筆記本電腦和手機開始占領人們的生活。笨重的電池似乎愈發難以滿足這些精致的電子產品。同時，隨著物聯網的發展，微型傳感器得到了大規模應用。這些數以萬計的傳感器比指甲蓋還要小，如何給它們供電，成了一個大問題。

王中林適時地提出了“自驅動”這一概念。所謂自驅動，是指不依靠電池等儲能器件，讓電子產品直接從環境中收集能量。這個概念一經提出立刻引起了物理學界的廣泛關注。

為了實現自驅動的構想，王中林將目光投向了氧化鋅。氧化鋅這種半導體材料具有很多神奇的特性，最讓王中林著迷的，就是它的壓電效應。氧化鋅的壓電效應早已被人發現，但一直也沒有得到足夠的重視，王中林卻覺得這是塊寶。

2009年，王中林通過一個納米針尖，撥動氧化鋅納米棒，成功輸出了5毫伏的電信號。這種納米級氧化鋅具有很好的柔韌性，即使發生30%的形變都不會破裂，這可以讓壓電效應得到最大程度的發揮。然而，電信號還是太微弱了。于是，王中林結合自己數十年納米領域的經驗，不斷改進設計，最終制備了一種氧化鋅納米棒的陣列結構，再結合精密的電路設計，最終實現了1V的電信號輸出——足以點亮一個小燈泡了。

但這還不夠。2011年，有學生在測試一款納米發電機時觀察到了5V的電壓信號，王中林經過仔細研究，發現是器件中使用到的材料表面比較粗糙，在實驗中封裝不穩，發生了滑動，造成了摩擦起電。王中林心想：為什么不把這個效應利用起來呢？

經過整整一年的探索，2012年初，王中林團隊終于構建了一個全新的納米器件：摩擦納米發電機。這個裝置可以通過摩擦起電效應和靜電感應效應把微小的機械能轉換為電能。更重要的是，摩擦發電具有史無前例的輸出性能，可以實現高達數千伏的電壓輸出，而且它使用的都是便宜的高分子材料。

王中林覺得摩擦發電的潛力應該不止于此。他的下一個目標是駕馭海洋——將海浪的能量收集起來，實現人類夢寐以求的“藍色能源”。為此，王中林設計了一款基于摩擦發電原理的球狀發電機。這種發電機由一個空心殼層和一個內部球體組成，可以漂浮在海洋上。隨著海浪的沖擊，殼層與內部球體發生相對位移與摩擦，從而產生電流。如果把成千上萬個球體發電機串聯成網絡，將產生數目極其可觀的電能。

就這樣，納米發電機走出了一條從基礎科學到工程設計再到工業技術的“一條龍”路線，這種研究實踐在世界范圍都相當罕見。

2004年，王中林接受邀請擔任國家納米科學中心海外主任，正式在中國開始了研究工作。2009年，王中林當選最年輕的中國科學院外籍院士。

在王中林看來，科學家的人生分為三個階段，第一階段是向世界證明自己的才華;第二階段是盡力幫助朋友和周圍的人;第三個階段要用自己的知識來為國家和社會作貢獻。他覺得自己已經進入了第三個階段。