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非匀速运动介质系统中的动生麦克斯韦方程组——低速与非相对论近似被引量：7: 2022年; 运动介质系统中的电磁场随时间的演化规律是工程技术和应用物理都很关注的核心问题之一.本文首先对比和分析了基于狭义相对论的标准理论和伽利略电磁学的相关发展.接着我们从四大物理定律出发,通过麦克斯韦方程组的积分式,推导出适用于非匀速运动介质在非相对论近似下的动生麦克斯韦方程组.该方程组引入了(机械)力-电-磁的耦合场,拟解决在非惯性系中低速变速运动介质以及介质形状和边界随时间变化情况下的电磁场动力学变化规律.方程组中引入的动生极化项P_(S)是由外力作用到带电介质并引起介质的加速运动而导致的,它不同于由电场导致的感应极化项P.当存在力-电-磁多场耦合时,方程组不应该保持洛伦兹协变性,且系统的电磁能量不守恒,但封闭系统的总能量守恒.介质运动是产生电磁波的源之一(动生电),描述介质里面的电磁现象使用动生麦克斯韦方程组;当源产生的电磁波在空间传播时使用狭义相对论和经典的麦克斯韦方程组,两者在介质界面相接并满足边界条件.; 王中林邵佳佳; 关键词：相对论

纳米发电机将改变世界被引量：4: 2019年; 埃尼奖组委会于2018年7月23日在意大利罗马正式宣布:决定将第十一届埃尼“前沿能源奖”(Energy Frontiers Prize)授予王中林院士,奖金为20万欧元(折合人民币153万元),以表彰他首次发明纳米发电机、开创自驱动系统与蓝色能源两大原创领域,并把纳米发电机应用于物联网、传感网络、环境保护、人工智能等新时代能源领域所做出的先驱性的重大贡献。他的获奖理由为“开发了‘摩擦纳米发电机’装置,凭借这个装置,自然中的能量,大到海洋中的波浪,小到肌肉收缩或者血液流动,都可以被转化为高产的电能,这极大地拓展了能源提取及生成的可能覆盖范围”; 王中林; 关键词：纳米发电机能源领域传感网络环境保护人工智能血液流动

Triboelectric Nanogenerators as New Energy Technology for Industrial Applications: Charges induced in triboelectric process are usually referred as a negative effect either in scientific resear...; 王中林; 文献传递

非匀速运动物体系统的动生麦克斯韦方程组理论: 2023年; 从实际工程应用角度出发,我们构建了非匀速运动介质(物体)系统中的动生麦克斯韦方程组(Maxwell’s equations for a mechano-driven media system),拟解决在非惯性系中低速变速运动介质以及介质形状和边界随时间/空间变化时电磁场的动力学演化规律.本文概括总结了动生麦克斯韦方程组理论的核心内容,包括方程组的构建背景、物理图像、基本特点、与经典方程组之间的区别和联系、求解方法、潜在应用范围等.深入探讨了动生麦克斯韦方程组和经典麦克斯韦方程组之间的四个主要区别,并提出近场电动力学与远场电动力学的基本概念.最后,对动生麦克斯韦方程组在科学和技术方面的潜在影响进行分析和展望.; 王中林邵佳佳; 关键词：位移电流非惯性系法拉第电磁感应定律

固体-固体摩擦起电中电子转移研究进展: 2023年; 摩擦起电是指两个材料接触或摩擦后,电荷从一个材料表面转移到另一个材料表面的现象,距其被发现至今已有2600年的历史.然而,摩擦起电的机理却长期处于争论之中,其争论的核心是摩擦起电的载流子类型是电子、离子还是材料碎屑.最近,相关研究以摩擦纳米发电机和开尔文探针力扫描显微镜为手段,探索了固体-固体界面电荷转移的基本原理.研究结果表明,电子是固-固界面摩擦起电的主要载流子,发生电子转移的条件是两个原子的电子云发生重叠.本文主要阐述电子作为转移电荷主要载体的实验依据,对新提出的摩擦起电物理模型进行了解读.; 林世权唐臻王中林; 关键词：摩擦起电电子转移原子力显微镜

多相间跨原子光谱学与接触电致催化学: 2023年; 接触起电(contact electrification,CE)或摩擦起电(triboelectrification)是两种材料之间通过物理接触产生电荷的现象.本文将介绍基于接触起电过程中电子转移原理的两个新兴领域——接触起电诱导的界面光谱学(contact electrification induced interface spectroscopy,CEIIS)和接触电致催化学(contact-electro-catalysis,CEC).CEIIS是两种材料在接触起电过程中所产生的特征辐射.这种特征光谱传递了有关界面上能量结构的大量信息,开启了一种与界面接触起电相对应的光谱学.接触电致催化学(CEC)是利用机械振动,在接触起电过程中惰性介质之间产生电子转移,从而直接发生催化反应,而无需使用常规催化剂.这种新的催化原理不仅扩大了催化材料的选择范围,而且开创了一个新的催化领域.; 李丁唐伟唐伟; 关键词：电子转移跃迁催化

液体-固体接触中界面电子转移的过程与EDL结构的两步走机理模型: 2023年; 液体-固体(L-S)界面科学是化学、催化、能源甚至生物学中最重要的表面科学,L-S界面双电层(EDL)的形成是由于在固体表面吸附了一层电荷,使液体中的离子重新分布.虽然人们总是假设固体表面最初便存在一层离子电荷,但这层电荷的起源与属性却没有得到广泛的探索,而最近的研究表明,在L-S界面电荷层形成的初始阶段,电子传递起着主导作用.本文综述了近年来在液体-固体接触起电中,包括液体-绝缘体、液体-半导体和液体-金属的电子传递方面的研究进展.考虑到L-S界面上电子传递的存在,重新讨论了EDL的形成,并展望了液液接触起电的模型.; 陈翔宇刘兆琦王中林; 关键词：固液界面电子转移双电层

压电电子学及其仿生智能传感: 2023年; 在低维压电半导体材料(比如ZnO和GaN)中,压电极化和半导体电子传输特性的耦合可以给器件带来预想不到的性能.这大大提高了研究人员对压电电子学这一新兴领域的兴趣.另外低维压电半导体材料拥有优异的机械特性,可以被集成到能够应对巨大应力的柔性器件中,外部的机械刺激为柔性器件运行中的电荷-载流子传输,载流子的产生、复合以及分离提供了新的调制方法.本综述回顾了压电电子学的基础理论,不同维度材料体系中的压电电子学,压电电子学晶体管的分类,及广义压电电子学晶体管的应用方面的最新研究进展,并对将来的研究方向进行了深入讨论.; 孙其君类延强王中林

从加速运动介质中的法拉第电磁感应定律到拓展的麦克斯韦方程组被引量：2: 2023年; 在经典电动力学中,无论相对运动的是观察者或是有几何形状的介质,一般教材中默认它们进行匀速直线运动(即惯性参考系);所以,狭义相对论(洛伦兹变换)可以方便地描述真空中带电粒子的电磁场变化规律.在工程应用中,介质一般有不同的形状和大小,更多情况下进行的是加速运动.最近有关运动介质的纳米发电机实验表明,为描述工程中带电介质变速运动时的电磁场动力学变化规律,有必要对麦克斯韦方程组进行拓展.因此,对于低速运动介质且在忽略相对论效应的情况下,我们系统地构建了研究加速运动介质电磁现象的动生麦克斯韦方程组.本文首先概括了动生麦克斯韦方程组的最新研究进展,接着深入探讨加速运动介质系统中的法拉第电磁感应定律.我们发现:费曼物理讲义中列举的“反通量法则”的例子正是由于不可忽略几何形状的介质的运动引起,描述介质加速运动的(v_(r)×B)项没有被包含在经典的麦克斯韦方程组关于电磁感应定律的表达式中.这是拓展麦克斯韦方程组的一个典型例证.所以,介质运动是产生电磁波的源之一(动生电);对于一个不可忽略几何尺寸和体积的介质,无论其是否有加速度,描述介质内部的电动力学现象使用动生麦克斯韦方程组.另外,动生麦克斯韦方程组把传统的电磁发电机理论与描述电磁波的麦克斯韦方程组两种不同情况有机结合并统一描述出来.最后,对动生麦克斯韦方程组和经典麦克斯韦方程组之间的四个主要区别进行了总结,提出了近场电动力学与远场电动力学的相关概念.; 王中林邵佳佳; 关键词：法拉第电磁感应定律非惯性参考系

基于二维材料的压电光电子学器件: 2023年; 二维(2D)材料由于原子级超薄、可调带隙和优异的光电性质,在柔性光电子学领域有着巨大的潜力.利用应变诱导的压电势或压电极化电荷可以调控二维材料界面载流子的传输和光电过程,这种将压电、半导体特性、光激发三者耦合产生的压电光电子学效应推动了新型二维材料光电器件的开发,特别是压电光电子学增强的光电探测、光电化学、气体传感和太阳能电池等方向.本文简要综述了近年来二维材料在压电光电子学领域取得的研究进展,并对这一新兴领域未来的挑战和科学突破进行了展望.; 贾萌萌郭鹏文翟俊宜王中林

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王中林

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