伟大的逆向思维。
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英国开发出有望取代电池的微型发动机
近日，英国伯明翰大学宣布，该校制造和机械工程学院讲师、华裔科学家姜开春博士领导的研究小组，开发出一种只有几毫米大小的微型发动机。别看这种小到可以放在指甲盖上的发动机样子不起眼，但提供的能量却是普通电池的300倍。
谈到自己的研究成果，姜开春表现出极大的兴趣。他说，当初他们设计这种发动机的主要目的就是为了替代传统的电池。自电池发明以来，虽然在电子设备小型化和便携化方面发挥了重要作用，但由于电池的蓄电量有限，为了使电子设备持续工作，必须经常更换或充电，在能量供应的持久性和连续性方面受到一定限制，而汽油等碳水化合物燃料在这方面则表现出明显的优势。在开发该发动机前，他们曾专门对不同类型的电池与燃油进行了比较，结果发现，在重量相同的情况下，汽油、氢等碳水化合物燃料提供的能量，平均为电池的300倍。这意味着，同是补充一次能源，使用微型发动机驱动的装置，要比电池驱动的装置工作时间长得多。
另外，据计算，制造一个电池所消耗的能量，要比电池本身所提供的能量大2000倍，如果再考虑到处理废旧电池所消耗的能量，那么电池的使用成本就更高了。相比之下，微型发动机则简单得多，只要给它补充一次燃料，它就能连续不断地工作几个月甚至一两年。不仅免去了经常换电池或为电池充电的麻烦，而且装置本身也可以做得更加小巧轻便。
谈到发动机的设计制造，姜开春表示，微型发动机的制造与传统发动机有很大不同。传统发动机通常是在充满噪音的厂房中生产出来的，而微型发动机却是在大学等研究机构的无尘室中制作完成的。他们现在开发的微型发动机属于一种内燃机，这种发动机与美国科学家开发的微型涡轮发动机有所不同，内部温度要高许多。为了承受发动机运转时产生的高达1000摄氏度的高温，他们在制造材料上选用了氧化铝和碳化硅。这两种材料都可以耐1500摄氏度以上的高温，这就为发动机安全运转提供了保证。
由于微型发动机体积小巧，有些内部构件只有几微米，因此在制作工艺上，他们采用了与生产大规模集成电路相似的技术。所不同的是，大规模集成电路要求元件做得越小越好，而用同样的工艺生产发动机，则需要尽量将配件做大。因为燃料在发动机内燃烧需要有一定的空间，空间太小燃料将无法点燃，这就要求发动机构件要保持一定的尺寸。为了实现这一点，他们采用了许多的新技术。其中最具特色的是他们独创的“大厚层光胶处理”技术。利用这项技术，现在它们加工的材料厚度已达到1毫米左右，这在世界上也是很先进的。为适应不同设备的需要，科学家还可以对这种发动机的输出功率进行调整。采用的方法不是生产大小不同的发动机，而是将几个同样规格的发动机连接起来输出不同的能量。比如，为手机提供能量可能一个发动机就够了，为笔记本电脑提供能量则需要将数个发动机连起来共同工作才行。
微型发动机的应用范围十分广泛，除了可取代手机和便携式电脑的电池外，在军事、医学和工程制造等领域也有广泛用途。比如，随着便携式电子设备的增多，本应轻装上阵的士兵现在却不得不携带30多公斤的背包在前方作战，其中至少有1／8的负载是专为电子设备提供能源的电池。一些用于侦察和联络的微型飞机和微型机器人也因为要携带笨重的电池而使其作用大受影响。如果将这些笨重的电池换为微型发动机，它们的工作效率将会大为改观。在医学领域，这种发动机也有广阔的用武之地。科学家可以将它们安装在糖尿病和心脏病患者使用的医疗设备上，利用它们提供的持久动力，定时为糖尿病患者体内输送胰岛素或为心脏病人的起搏器提供能量。此外，在制药、化学品制造和微型机械构件加工等领域，这种发动机也有很大的应用潜力。
因此，姜开春对这种发动机的发展前景十分乐观。他认为，这项研究成果很可能先在移动电话行业使用。随着发动机性能的不断完善，6年以后，手提电脑和移动电话中的电池将逐步为微型发动机所取代，这将对便携式设备的能源供应方式产生深远影响。
谈到自己的研究成果，姜开春表现出极大的兴趣。他说，当初他们设计这种发动机的主要目的就是为了替代传统的电池。自电池发明以来，虽然在电子设备小型化和便携化方面发挥了重要作用，但由于电池的蓄电量有限，为了使电子设备持续工作，必须经常更换或充电，在能量供应的持久性和连续性方面受到一定限制，而汽油等碳水化合物燃料在这方面则表现出明显的优势。在开发该发动机前，他们曾专门对不同类型的电池与燃油进行了比较，结果发现，在重量相同的情况下，汽油、氢等碳水化合物燃料提供的能量，平均为电池的300倍。这意味着，同是补充一次能源，使用微型发动机驱动的装置，要比电池驱动的装置工作时间长得多。
另外，据计算，制造一个电池所消耗的能量，要比电池本身所提供的能量大2000倍，如果再考虑到处理废旧电池所消耗的能量，那么电池的使用成本就更高了。相比之下，微型发动机则简单得多，只要给它补充一次燃料，它就能连续不断地工作几个月甚至一两年。不仅免去了经常换电池或为电池充电的麻烦，而且装置本身也可以做得更加小巧轻便。
谈到发动机的设计制造，姜开春表示，微型发动机的制造与传统发动机有很大不同。传统发动机通常是在充满噪音的厂房中生产出来的，而微型发动机却是在大学等研究机构的无尘室中制作完成的。他们现在开发的微型发动机属于一种内燃机，这种发动机与美国科学家开发的微型涡轮发动机有所不同，内部温度要高许多。为了承受发动机运转时产生的高达1000摄氏度的高温，他们在制造材料上选用了氧化铝和碳化硅。这两种材料都可以耐1500摄氏度以上的高温，这就为发动机安全运转提供了保证。
由于微型发动机体积小巧，有些内部构件只有几微米，因此在制作工艺上，他们采用了与生产大规模集成电路相似的技术。所不同的是，大规模集成电路要求元件做得越小越好，而用同样的工艺生产发动机，则需要尽量将配件做大。因为燃料在发动机内燃烧需要有一定的空间，空间太小燃料将无法点燃，这就要求发动机构件要保持一定的尺寸。为了实现这一点，他们采用了许多的新技术。其中最具特色的是他们独创的“大厚层光胶处理”技术。利用这项技术，现在它们加工的材料厚度已达到1毫米左右，这在世界上也是很先进的。为适应不同设备的需要，科学家还可以对这种发动机的输出功率进行调整。采用的方法不是生产大小不同的发动机，而是将几个同样规格的发动机连接起来输出不同的能量。比如，为手机提供能量可能一个发动机就够了，为笔记本电脑提供能量则需要将数个发动机连起来共同工作才行。
微型发动机的应用范围十分广泛，除了可取代手机和便携式电脑的电池外，在军事、医学和工程制造等领域也有广泛用途。比如，随着便携式电子设备的增多，本应轻装上阵的士兵现在却不得不携带30多公斤的背包在前方作战，其中至少有1／8的负载是专为电子设备提供能源的电池。一些用于侦察和联络的微型飞机和微型机器人也因为要携带笨重的电池而使其作用大受影响。如果将这些笨重的电池换为微型发动机，它们的工作效率将会大为改观。在医学领域，这种发动机也有广阔的用武之地。科学家可以将它们安装在糖尿病和心脏病患者使用的医疗设备上，利用它们提供的持久动力，定时为糖尿病患者体内输送胰岛素或为心脏病人的起搏器提供能量。此外，在制药、化学品制造和微型机械构件加工等领域，这种发动机也有很大的应用潜力。
因此，姜开春对这种发动机的发展前景十分乐观。他认为，这项研究成果很可能先在移动电话行业使用。随着发动机性能的不断完善，6年以后，手提电脑和移动电话中的电池将逐步为微型发动机所取代，这将对便携式设备的能源供应方式产生深远影响。
见过心脏起搏器的实物，美国某公司制造，体积大约鸡蛋大小，厚度不到8mm，流线型钛合金外壳，内装锂离子一次性电池，电池设计使用寿命6~8年。
此物为本地某著名心血管外科医师从本地某离休高级干部体内取出的（临床实际工作时间5~6年，通常不会把电池彻底用光了才更换），离休干部因为享受天朝彻底免费医疗政策待遇，用的东西自然是最高级的，不包含手术费用，目前一个起搏器的价格大约6W RMB，他依靠此辅助维持生命系统已经多活了将近20年了。
国内90年代初期，曾经尝试仿造，结果因为工艺不过关，电池寿命短等问题，最多工作1年就要换掉，临床医学界遂彻底放弃国产化，完全拿来主义。
心脏起搏器的安装位置位于左侧锁骨下方皮下，通过一根（有的型号是两根）长度490mm的硅橡胶外皮不锈钢电极导线，通过静脉到达心脏内部，裸露部分尖端有微小倒钩，“挂”在心室某部位肌肉上。金属外壳是另外一个电极。
工作原理：起搏器随时监控心跳速率，当低于57次/分钟以后（根据患者的年龄、性别、体质不同，此临界速率可以调节），立刻启动输出脉冲，强制心脏同步搏动于设定脉冲频率，直到心脏自行搏动速率高于临界值停止工作。
医师可以以非接触方式（大约是电磁感应方式）将起搏器内部数据（Log）随时下载到电脑上作分析，并且可以用专用软件调整心脏起搏器的工作模式等参数。
首次安装与后期更换，其实是心血管外科的小手术，患者当天就可以下地自由活动。
核电池应用于心脏起搏器，有无限光明的前景，但是目前还解决不了辐射防护的问题，无法应用到临床上。
所谓将微型发动机装到心脏起搏器使用的言论，颇有亩产两万斤的年代“人有多大胆，地有多大产”的味道……
此物为本地某著名心血管外科医师从本地某离休高级干部体内取出的（临床实际工作时间5~6年，通常不会把电池彻底用光了才更换），离休干部因为享受天朝彻底免费医疗政策待遇，用的东西自然是最高级的，不包含手术费用，目前一个起搏器的价格大约6W RMB，他依靠此辅助维持生命系统已经多活了将近20年了。
国内90年代初期，曾经尝试仿造，结果因为工艺不过关，电池寿命短等问题，最多工作1年就要换掉，临床医学界遂彻底放弃国产化，完全拿来主义。
心脏起搏器的安装位置位于左侧锁骨下方皮下，通过一根（有的型号是两根）长度490mm的硅橡胶外皮不锈钢电极导线，通过静脉到达心脏内部，裸露部分尖端有微小倒钩，“挂”在心室某部位肌肉上。金属外壳是另外一个电极。
工作原理：起搏器随时监控心跳速率，当低于57次/分钟以后（根据患者的年龄、性别、体质不同，此临界速率可以调节），立刻启动输出脉冲，强制心脏同步搏动于设定脉冲频率，直到心脏自行搏动速率高于临界值停止工作。
医师可以以非接触方式（大约是电磁感应方式）将起搏器内部数据（Log）随时下载到电脑上作分析，并且可以用专用软件调整心脏起搏器的工作模式等参数。
首次安装与后期更换，其实是心血管外科的小手术，患者当天就可以下地自由活动。
核电池应用于心脏起搏器，有无限光明的前景，但是目前还解决不了辐射防护的问题，无法应用到临床上。
所谓将微型发动机装到心脏起搏器使用的言论，颇有亩产两万斤的年代“人有多大胆，地有多大产”的味道……
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报道此成果的媒体似乎混淆了发动机(内燃机)与发电机（组）的区别，按照文中论述，研究成果是输出机械能的，如果要求输出电能，则还必须有配套的微型发电机将机械能再做一次转化，如此看来，需要提高能量的利用效率，则研究的方向朝微型燃料电池发展似乎更加有前途。
作为例举的几个潜在用途，士兵的单兵电台、移动电话、便携医疗仪器等，恐怕是绝对不可能接受发电机组的噪音和废气污染的……
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试验室的东西通常距离实用还有很长很长的距离。
真要使用这么小的微型发动机（部件微米级）的，可能空气的过滤都是个难题。
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是不是还有一个微型发电机，微型燃料罐，而且不能工作在无氧环境下。不能进水，相当于一个微型发电站了。
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玄明
学者 机友 笔友
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