创意十足的纳米技术(一)
创意十足的纳米技术(一)? 史蒂芬·霍金及其合作者启动“突破摄星”计划(Breakthrough Starshot),希望通过 “纳米飞行器”快速抵达离我们最近的另一个恒星系统,探索周围行星,进行信息传递。 “纳米飞行器”主要由两部分构
史蒂芬·霍金及其合作者启动“突破摄星”计划(Breakthrough Starshot),希望通过 “纳米飞行器”快速抵达离我们最近的另一个恒星系统,探索周围行星,进行信息传递。
“纳米飞行器”主要由两部分构成:计算机芯片大小的“星芯片”和不过几百个原子那么厚的“太阳帆”。可以在短短几分钟内加速到光速的五分之一,即每秒钟飞行六万公里,在二三十年内就可以飞越 4 光年以上的距离。
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完全展开后的太阳帆效果图(来源科普中国)
按照计划,科学家需要先在地球上建造大规模的地基激光发射器,然后发射一个航天器,将数千个“纳米飞行器”带入太空。“纳米飞行器”进入太空后张开光帆,地面上的激光发射器聚焦激光束,发射强大能量的激光,把激光打在光帆上,提供“纳米飞行器”飞行的动力。
地球上发射功率强大的聚焦激光束,推动太阳帆加速飞行,把“纳米飞行器”加速到光速的五分之一(来源科普中国)
植入式摩擦纳米发电机
王中林院士团队致力于研发生物全可降解的,可植入式的自驱动能源系统,该系统包括可植入摩擦纳米发电机和能量转换存储装置两部分。
通过呼吸就能够连续驱动心脏起搏器,使其正常工作。在未来将有望真正实现“生命不息,供能不止”,为广大重症患者带来福音。
摩擦纳米发电机示意图(来源中科院北京纳米能源与系统研究所)
纳米温度计
测量温度是科研和工业生产等领域的基础工作之一。随着晶体管等在内的很多器件尺寸越来越小,在微观环境中测量温度的要求也越来越高。
日本研究人员十几年前就开发出一种碳纳米温度计,由直径不到头发五百分之一的筒状碳纳米管制成。在长约千分之一毫米,直径仅为万分之一毫米的碳纳米管中充入呈液态的金属镓。
当温度升高时,管中的液态镓就会膨胀,通过电子显微镜就能读取温度值。这种温度计测量范围可从 18 ℃到 490 ℃,温度能精确到 0.25 ℃,可用于电子线路检测、毛细血管温度测定等诸多方面。
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