新京報(bào)訊（記者 張璐）6月14日，2019年度“阿爾伯特·愛因斯坦世界科學(xué)獎”（Albert Einstein World Award of Science）揭曉，中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所首席科學(xué)家、國科大納米學(xué)院院長、美國佐治亞理工學(xué)院終身講席教授王中林?jǐn)孬@這一世界性的大獎，成為首位獲此殊榮的華人科學(xué)家。
王中林是國際公認(rèn)的納米科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍型科學(xué)家。2006年，王中林成功地研制出世界上最小的發(fā)電機(jī)——納米發(fā)電機(jī)，被譽(yù)為是“納米發(fā)電機(jī)之父”。他同時(shí)也是壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)兩大學(xué)科的奠基人。
王中林教授。圖/中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所網(wǎng)站
該獎項(xiàng)評選委員會評價(jià)王中林在納米發(fā)電機(jī)和自供能系統(tǒng)領(lǐng)域做出了開創(chuàng)性的重大貢獻(xiàn)，認(rèn)為這一領(lǐng)域“將對人類和我們社會的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生巨大的利益”，“有望在不久的將來改變世界”。據(jù)悉，頒獎典禮將于今年10月2日至4日在日本舉行。
最年輕中國科學(xué)院外籍院士
1961年，王中林生于陜西省蒲城縣。在他出生兩年前的1959年，物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼（Richard P. Feynman）發(fā)表《底部還有很大空間》（There's Plenty of Room at the Bottom）演講，“納米”一詞被世界廣泛關(guān)注。1978年，王中林考取了西北電訊工程學(xué)院（西安電子科技大學(xué)的前身），學(xué)習(xí)物理，同時(shí)也開啟了他的勵志“開掛”人生。
在“惡補(bǔ)”英語一年后，他于1982年通過中美聯(lián)合培養(yǎng)物理類研究生計(jì)劃，赴美國亞利桑那州立大學(xué)就讀，1987年7月獲得物理學(xué)博士學(xué)位。1995年，王中林應(yīng)聘到佐治亞理工學(xué)院當(dāng)副教授，由于沒有專用實(shí)驗(yàn)室，他只能白天看文獻(xiàn)，晚上蹭別人的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究?！安荒芤?yàn)闂l件艱苦而停止研究”，在這樣的環(huán)境下，王中林用3年時(shí)間發(fā)表了80多篇論文，并一舉獲得終身教授的席位。
自1992年以來，王中林長期推進(jìn)中美科技、教育的交流和發(fā)展，頻繁往返中美兩國，培養(yǎng)了多位分布在中國和美國的華人學(xué)生、學(xué)者。
2009年，王中林當(dāng)選最年輕的中國科學(xué)院外籍院士。2010年起，他參與組建中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所。在他的帶領(lǐng)下，納米能源所碩果頻出，在領(lǐng)域內(nèi)處于國際研究領(lǐng)頭羊地位。
“絆倒你的可能是塊金子”
2005年的一天，王中林與一位博士生用當(dāng)時(shí)最高級的手段測試納米材料的壓電系數(shù)。學(xué)生做了一個夏天，得到的結(jié)果卻和王中林期待的不太一樣。是方法錯了，假設(shè)錯了，還是計(jì)算錯了？他和學(xué)生一起反復(fù)研究，重新計(jì)算，最終發(fā)現(xiàn)了一個全新的方向：利用納米材料發(fā)電。一年后，王中林發(fā)明了納米發(fā)電機(jī)。
納米發(fā)電機(jī)是基于規(guī)則的氧化鋅納米線的納米發(fā)電機(jī),是在納米范圍內(nèi)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，是世界上最小的發(fā)電機(jī)。圖/中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所網(wǎng)站
它的問世完全打破了人們對“發(fā)電機(jī)”尺寸的認(rèn)識極限。納米發(fā)電機(jī)能實(shí)現(xiàn)對環(huán)境中特別微小機(jī)械能的進(jìn)行收集和利用。例如，空氣或水的流動、引擎的轉(zhuǎn)動、機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)等引起的各種頻率的噪音、人行走時(shí)肌肉伸縮或腳對地的踩踏、甚至在人體內(nèi)由于呼吸、心跳或血液流動帶來的體內(nèi)某處壓力的細(xì)微變化，都可以帶動納米發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。因此，納米發(fā)電機(jī)理論為目前實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)絡(luò)以及大數(shù)據(jù)提供了理想的電源解決方案。
“有時(shí)候你摔了一跤，但絆倒你的很可能不是磚頭，而是一塊金子?！焙髞砘貞浧疬@段波折的經(jīng)歷，王中林如此形容。
研發(fā)無需電池的自驅(qū)動心臟起搏器
2012年，王中林帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了全新的納米器件“摩擦納米發(fā)電機(jī)”。小巧的“摩擦納米發(fā)電機(jī)”可以把人走路、說話、心跳，肌肉收縮等運(yùn)動中由摩擦產(chǎn)生的能量收集起來，轉(zhuǎn)換成電能，為一些設(shè)備供電。未來很多裝置在身體中的醫(yī)療器械就不再需要電池了，因?yàn)樽则?qū)動本身就是一種可以實(shí)現(xiàn)自己發(fā)電的技術(shù)。這一技術(shù)還可以推廣使用在安防和老年人監(jiān)護(hù)等方面。
利用納米技術(shù)可以把環(huán)境中無時(shí)不有處處有的能量轉(zhuǎn)換為電能來帶動一些小型的電子器件，就可以制造出自驅(qū)動的微納系統(tǒng)。圖/中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所網(wǎng)站
今年年初，國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然—通訊》（Nature Communications）發(fā)表了一篇論文，介紹了王中林及其同事聯(lián)合研發(fā)的一款可植入式自驅(qū)動心臟起搏器：無需電池供能，僅從心臟搏動中就能收集足夠的能量，確保心臟起搏器工作。這意味著，患者不必再為更換電池失效的起搏器遭受多次手術(shù)之苦了。中美科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在豬體內(nèi)證實(shí)，他們的可植入系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行心臟起搏，還能糾正竇性心律不齊。
愛因斯坦世界科學(xué)獎評選委員會稱，王中林在納米發(fā)電機(jī)和自供能系統(tǒng)研究方面做出了影響深遠(yuǎn)的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，使人類從環(huán)境和生物系統(tǒng)中獲取能量這一全新的技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)。
提出顛覆性海洋能采集方式
王中林另一項(xiàng)備受矚目的研究是海洋藍(lán)色能源技術(shù)，被評選委員會稱為“有可能從海浪中獲取大量能源以解決世界未來的能源需求?！?nbsp;
藍(lán)色能源與傳統(tǒng)綠色能源相比，擁有地理分布上的優(yōu)勢，海洋覆蓋了地球70%的表面。但利用海洋能發(fā)電研究領(lǐng)域一直進(jìn)展緩慢，海洋波力發(fā)電開發(fā)困難重重。
海洋能的采集主要基于電磁感應(yīng)的原理，利用海洋水流沖擊形成線圈對磁感線的切割來產(chǎn)生電能。然而，構(gòu)成傳統(tǒng)電磁感應(yīng)機(jī)的是重的磁鐵和線圈，放到水中后會往下沉，不能自然地浮在水體表面，除非從海底建立支撐塔架，但這樣會加大工程的難度和代價(jià)。由于海浪上下翻騰的不規(guī)則運(yùn)動，使得傳統(tǒng)的電磁發(fā)電機(jī)難以收集波浪能。
藍(lán)色能源夢想是網(wǎng)狀聯(lián)結(jié)數(shù)以百萬計(jì)的可捕獲低頻海波能量的摩擦納米發(fā)電機(jī)。本圖是網(wǎng)絡(luò)狀虛擬結(jié)構(gòu)圖，右上角是設(shè)計(jì)的球形納米發(fā)電機(jī)。圖/中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所網(wǎng)站
王中林利用摩擦納米發(fā)電機(jī)的原理，為收集利用海洋能源提供了新的解決方案。摩擦納米發(fā)電機(jī)的輸出效率遠(yuǎn)高于電磁發(fā)電機(jī)，非常適用于收集藍(lán)色能源，在緩慢流動和隨機(jī)方向的波流條件下能夠穩(wěn)定輸出功率。
“我們將摩擦發(fā)電機(jī)做成了球形，像網(wǎng)球一般大小。通過球中套球，外層的球在水中隨波浪晃來晃去，里邊的球也隨波動晃來晃去，就會產(chǎn)生發(fā)電所需的能量。并且因?yàn)樗乔蝮w，所以是無規(guī)則的，哪個方向都可以。通過發(fā)電球積少成多的規(guī)模效應(yīng)，收集波動能量并發(fā)電的可能性大大提高了?！?/p>
對每一位合作者都有積極影響
除了開創(chuàng)性的科研成果，王中林的個人品質(zhì)也贏得了評選委員會的高度評價(jià)——“他是一位天生的領(lǐng)導(dǎo)者，總是非常善良，鼓舞人心，充滿活力，對與他合作的每個人都有積極的影響”。
評選委員會對他在學(xué)術(shù)上取得成績表示欽佩。目前，王中林已經(jīng)發(fā)表論文1500余篇，包括55篇在《自然》（Nature）、《科學(xué)》（Science）及其子刊上發(fā)表的文章；根據(jù)谷歌學(xué)術(shù)（Google Scholar）的統(tǒng)計(jì)，他的論文被引用次數(shù)超過20.6萬次，標(biāo)志學(xué)術(shù)影響力的H指數(shù)為226。
2018年7月23日，王中林因其在納米發(fā)電機(jī)理論和技術(shù)方面的重大原創(chuàng)性貢獻(xiàn)獲得了世界能源領(lǐng)域的權(quán)威獎項(xiàng)“埃尼獎”，該獎一向被譽(yù)為是世界能源領(lǐng)域的“諾貝爾獎”。
“我在納米領(lǐng)域已經(jīng)研究了30年，未來的20年，我還會堅(jiān)持現(xiàn)在的研究內(nèi)容?！蓖踔辛衷诮衲昴瓿踅邮懿稍L時(shí)表示，“科研就是我的生活，是我快樂的源泉”。
背景：愛因斯坦世界科學(xué)獎 每年僅一人獲獎
愛因斯坦世界科學(xué)獎以偉大的科學(xué)家阿爾伯特·愛因斯坦的名字命名，象征著國際科學(xué)界的崇高榮譽(yù)，由世界文化理事會（World Cultural Council）設(shè)立。該獎項(xiàng)從1984年開始每年頒發(fā)1次，每次獲獎人數(shù)僅為1人，目的是表彰和鼓勵世界科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重大研究進(jìn)展，授予為人類帶來福祉的杰出科學(xué)家。
愛因斯坦世界科學(xué)獎獎?wù)隆D/中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所網(wǎng)站
該獎獲獎人由來自50個國家和地區(qū)的124位世界著名科學(xué)家組成的跨學(xué)科委員會選出，委員會成員包括25名諾貝爾獎得主。
之前已有35名科學(xué)家獲得此獎項(xiàng)，其中包括4位諾貝爾獎得主,即：1995年諾貝爾化學(xué)獎得主Sherwood Rowland,1999年諾貝爾化學(xué)獎得主Ahmed Zewail,2001年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎得主Paul Nurse和2016年諾貝爾化學(xué)獎得主J. Fraser Stoddart。
此外，世界文化理事會還每兩年評選一次“愛因斯坦世界藝術(shù)獎”、“愛因斯坦世界教育獎”。三個獎項(xiàng)總計(jì)已產(chǎn)生了74名獲獎人，尚無華人獲此殊榮，王中林教授此次獲獎開創(chuàng)了華人獲得該獎的歷史。
新京報(bào)記者 張璐 見習(xí)編輯 丁天 校對 盧茜
