直径仅为头发丝万分之一的纳米材料，在电子显微镜下放大数万倍，呈现出一个奇妙世界：只见一根根纳米线显示在电脑屏幕上，参差排列、首尾相连，如一幅树状的水墨画。

在电子显微镜下放大数万倍，纳米材料呈现的形态。记者汪洋 摄

武汉理工大学麦立强教授团队经过二十多年的科研攻关，建立了世界上第一个单根纳米线储能器件，其能量密度是常规锂离子电池的1.5倍至2倍，在零下20摄氏度下容量仍可达到室温的90%以上。这意味着，无论是用于电动汽车还是规模储能，它都能有效促进清洁能源的高效利用，直接助力能源结构的低碳转型。

武汉理工大学纳米重点实验室师生。

研发者说

讲述人：武汉理工大学纳米重点实验室 杨威博士后

它的研发始于一个核心发现：材料的宏观电化学性能，本质上由其微观结构中的电子与离子输运效能决定。为了验证这一点，我们团队首创了单根纳米线微纳器件这一独特的研究平台。这不仅让我们能像“在微观世界里做手术”一样探明储能机制，也为开发高性能材料提供了坚实的理论指导。

武汉理工大学纳米重点实验室，如粉末状的纳米线材料。记者汪洋 摄

在深刻理解机理的基础上，麦立强教授团队进入了最富挑战性的结构设计阶段，成功构筑了包括核壳结构、分级介孔结构在内的多种纳米材料，并原创性地提出了“电子/离子双连续输运”理论。这个阶段充满了反复的试验与表征，相关成果获得了国家自然科学二等奖。

武汉理工大学研发的微型软包电池。记者汪洋 摄

纳米线储能技术的神奇之处，在于它通过设计和操控物质的微观结构，从最根本的物理维度上，为下一代高性能储能器件打开了通往新世界的大门。它同时解决了高能量密度和快速充电这两个在传统电池中往往相互矛盾的需求。我们不再需要为了续航而牺牲充电速度，或者为了快充而牺牲电池容量。

武汉理工大学研发的高镍三元软包电池。记者汪洋 摄

在大规模储能领域，纳米线材料显著提升了储能设备的循环寿命和功率密度，这对于风电、光伏等清洁能源的稳定并网至关重要。在特种装备与极端环境应用方面，纳米线材料制备的高安全动力电池通过了严苛的强制检测，在冲击、针刺等极端条件下仍能保持安全稳定，这为特种行业提供了可靠的动力解决方案。

武汉理工大学研发的纳米线储能电池。记者汪洋 摄

特别值得关注的是在微纳电子系统中的应用。我们开发的纳米线储能芯片，可作为物联网传感器、可穿戴设备、植入式医疗器件的“能量心脏”，为其提供持续稳定的微型化能源。

此外，在航空航天、国防装备等尖端领域，纳米线储能器件也因其高能量密度和卓越的环境适应性而备受青睐。

武汉理工大学研发的各类电池。记者汪洋 摄

如今，在国家级科研项目的支持下，我们正与比亚迪、华为等行业龙头紧密合作，全力推动这项技术从实验室走向产业化，实现其工程与社会价值。

大众点评：

湖北某新能源上市公司CTO晏博士

我们与武汉理工大学纳米重点实验室合作，将纳米线储能材料应用于电池中，开发兼顾高能量密度与高功率密度的新型电池，有望进一步提升新能源汽车与无人机性能。

通过与众多微电子企业交流合作，计划让纳米储能材料作为微型化能源应用到可穿戴设备上。微型化的能源可以为AI时代的电子设备提供更多的想象空间。以纳米线技术赋能微型能源，可以更快地满足微型化电子设备需求，实现电子产品迭代升级。

基于纳米线技术应用，同时增强了微型电池的电子电导率、离子输运效率与活性材料负载量，在保持高容量的同时，显著提升了电池的最大工作电流。相比于传统微型电池的10微安最大工作电流，基于纳米线技术的微型电池最大电流可达7毫安，扩大了700倍，这使得众多小微电子设备可以获得远程通信等功能，为新一代物联网设备开发提供了新的思路。

(长江日报记者汪洋整理 通讯员谢小琴）

【罗田甜】