文／陳韻涵輯
新聞故事：科學玩具「飲水鳥」由一根玻璃管連接上下兩個玻璃球組成，利用毛細現象、汽化潛熱和蒸氣壓等物理原理，不用電力或轉發條，就能讓這隻鳥重複站直與低頭飲水的動作，如今成為新型清潔能源發電機的靈感來源。
中國華南理工大學與香港理工大學的科學家延伸「飲水鳥」的概念，研發一種摩擦起電的奈米發電機，研究成果14日發表於《Device》期刊。
飲水鳥由兩個玻璃球組成，上方的玻璃球為飲水鳥的頭部，內置一塊吸水棉布，尖嘴喙內有一根金屬細管和綿繩，連通頭部的棉布。底部玻璃球裝有二氯甲烷等易揮發的液體，上下玻璃球間有一根細長的玻璃管連接，看似飲水鳥的身軀。
當飲水鳥架在支點上，便能前後擺動；當鳥嘴浸入水中，潮濕的棉布會讓頭部玻璃球的溫度降低，造成頭部玻璃球的氣壓低於底部玻璃球，而底部玻璃球中的液體則因壓力差而被擠到頭部，造成飲水鳥的重心改變，讓直立的小鳥失去平衡而前傾，宛如低頭喝水。
飲水鳥前傾後，身體接近水平狀態，上下玻璃球的氣壓平衡，液體從頭部流回尾部，此時重心回到下方，鳥再度站直，形成周而復始的鳥兒飲水動作。
在自然界中，當陽光照射地球，海洋、湖泊和地表液態水變成水蒸氣，經過凝結作用以雨、雪等降水形式落回地面，成為水循環。研究作者認為，如果能夠捕捉這種能量並將其轉化為電能，可能成為「龐大的再生能源機會」。
研究第一作者、華南理工大學教授吳昊表示，飲水鳥提供一種獨特的發電方式，他在攻讀博士學位時，發現飲水鳥不只是玩具，同時是展現物理學概念的工具。他說：「我開始思考，能否將液體蒸發為氣體的能量，轉化為機械能，再轉化為電能。」
研究人員於是設計飲水鳥引擎，將蒸發能轉換為機械能，再透過具有低摩擦阻力的專用「摩擦起電」奈米發電機，將機械能轉化為電能，結果可以為計算機、電子溫濕度計和液晶顯示器供電。
研究團隊表示，過往將蒸發能轉化為電能的實驗受限於轉化效率低落，但飲水鳥引擎能產生100伏特的輸出電壓，足以為小型電子設備供電，而實驗的50小時內，只消耗約100毫升的水。
研究團隊的下一個目標是設計更獨特、高效能的飲水鳥引擎，盼有朝一日能實際應用於日常生活。
原文出自《好讀周報》763期
