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新型纳米发动机

[字体: ] [ 中学生科技网 | 时间:2006-02-09 11:56 ]

   美国物理学家首次利用液体的表面张力制成了一个纳米机电装置。这台“弛张振荡器”由置于纳米碳管基座上的两滴液体物质构成,并可用一个弱的外加电场控制。Alex Zettl与来自加州大学伯克利分校及劳伦斯伯克利国家实验室的同事说这种装置可以在各种纳米机械中得到广泛应用,包括致动器和发动机.  www.zxskj.com 中学生科技网
    物体尺寸越小表面张力的作用越明显,在微米尺度以下表面张力占统治地位。这就是为什么昆虫可以在水面行走而人类不行。虽然用电场改变小液滴的表面张力很早就在喷墨打印机中得以应用,但从未用来直接产生动力。
    如图,Zettl他们制成的这个纳米弛张振荡器由固定在多层纳米碳管基座上的一大滴(直径90纳米)和一小滴(直径30纳米)融化的铟构成。振荡工作核心由大液滴来完成,其过程为一个较慢的收缩过程和一个较快的舒张过程。两个液滴在初始时并不接触,在外加电场的作用下大液滴向小滴沿基座传送原子,小液滴变大而大滴变小,液滴之间的距离变小直到两滴相触完成收缩过程。接触后在表面张力的作用下,大滴迅速的吞噬小滴完成舒张过程,两液滴回到初始状态。在外加电场的作用下这个装置可以持续工作。
    Zettl小组发现将外电场从1.3伏升高到1.5伏可以使振荡频率加快。舒张过程历时200皮秒(微微秒),可产生5飞焦耳(10-15焦耳)的能量。他们说这个装置的工作频率在千兆赫的范围。


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