海水摩擦发电与“平平无奇”的聚乳酸

   今年开始，我打算多写点专业相关，也能让自己更浸入专业领域在分享中与大家一起多学点东西。关于化学，关于材料学，关于聚氨酯，关于表面助剂，等等。希望我们共同成长。

   今天给大家科普的是与一种清洁新能源相关的新材料。海水摩擦发电，听上去是不是很新奇？摩擦摩擦，是魔鬼的步伐～海水摩擦如果能够发电，那该是取之不尽用之不竭的巨大能源了吧。可是这真的可能实现吗？

   答案是，真的能。2019年的时候，佐治亚理工学院的王中林教授，在《今日材料》期刊上发表了综述论文，论证了摩擦起电的量子力学原理。摩擦起电并不需要物质交换，而只需要电子转移。因此，摩擦纳米发电机可以装在小球里，漂浮于海中，即可收集海水的波浪能进行发电。摩擦纳米发电机的结构有很多种，包括球形，圆筒形，塔形和蝴蝶形结构等，都有很好的发电效果。下图是三种工作模式及电输出特征：

   这里我并不展开来谈海水发电，而是请大家想一想，如果海水里到处漂的都是这种发电机小球，实质上等于对海水造成了污染。清洁能源却造成环境污染，这绝非我们的初衷。除非？除非这种发电机是可降解材料。

   我们“平平无奇”的聚乳酸就此登场。说它平平无奇，是因为这东西也太常见了吧，我自己在实验室就能合成。价格低廉，容易获得，它又有什么神奇功效呢？

   我们说前沿材料，未必一定遥不可及，而是通过极富创意的加减法，实现功能性的重组，从而可以获得极大的应用价值。前面写过的透明木头，就是减去木质素，加上环氧树脂，从而变成新材料的。而聚乳酸虽然具有可降解性，但因为在海水里降解速度太慢，于是加上了“乙醇酸”，两者通过无规共聚，形成了降解速度适宜的新材料（通过结构设计，降解速度应当可调），其实这种材料也用于医用缝合线。

   有个有意思的数据可以和大家分享，2019年，全国塑料制品产量高达8184万吨，但聚乳酸全球产能只有28万吨，我国可能也就5万吨（所以悄悄说一句，假如你看好聚乳酸在可降解这块的前景，可以考虑好好研究一下）。

   你看，光是海水摩擦发电，看上去似乎也不是特别神奇，光是聚乳酸，也是普普通通，光是可降解材料，也不是一家独大。可是，海水可降解型波浪能纳米发电机，听上去够前沿吧？够新颖吧？这就是材料学中1+1＞2的神奇。

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