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第14章 超级小微粒——纳米电子小百科

纳米非常微小,却给电子领域带来了很大的进步。科学家利用这些小微粒为我们制造出了超级纳米机器人,超级电脑和其他的一些物质。

1.强大的纳米盘

吃饭用的餐盘是我们经常接触到的,然而有一种盘子或许你从来还没听说过!它不是用来作餐具,而是一种电子产品,主要用来存储信息。那么,它叫什么名字呢?原来它就是“纳米盘”。它是国内第一款真正意义上的支持外链的、免费大容量网络硬盘。利用它不仅能够免费存储,而且还能随时随地访问你的文件,支持图片外链,实现和朋友一起分享照片的愿望。

如果没有它的存在,我们就不能像现在这样轻松自如地从一个网站进入另一个网站,也不可能随心所欲地把想要发表的照片传到我们的QQ空间或者博客里去。所以,它的出现是网络服务上的一个重要进步。

2.有趣的纳米收音机

收音机是我们使用最普遍的工具,它的发展从原来的大个头一直到现在所使用的袖珍型,不仅它的外观发生了变化,就它的功能而言也是在不断地更新和改进的。当纳米技术发展起来之后,它的功能就变得更强大,那么,你知道纳米收音机的关键部位是什么吗?

迄今为止世界上最小的收音机是由美国加州大学伯克利分校成功研制出的。你知道它有多么小吗?它小到能够放到人的头发里去。那么它是由什么东西组成的呢?它的构造很简单,就是由单一碳纳米管构成,外加上电池和耳机,整个身体非常的小,能放在头发里收听自己想要听的广播节目。

它的关健部位纳米管接收无线电信号时会发生振动。我们能够看到纳米收音机的碳纳米管被置于真空管中,并钩挂在硅片上。研究人员发现,广播电台的无线电信号经过后,其产生的电场将不断“推拉”纳米管,也就是说,碳纳米管能够随无线电信号发生共振,并且,利用这种共振现象也可以探测到无线电信号。由于他们在碳纳米管的自由端安装了非接触式电极,让电流通过两片邻近的铜片改变碳纳米管的张力,这样就能使碳纳米管具有可变的振动频率。而且,非接触式电极除了能让碳纳米管具有可变的振动频率外,还能使碳纳米管成为无线电信号放大器,这为我们收听节目提供了很大的便捷。

纳米碳管

20世纪90年代末的时候,纳米已经在我国迅速发展起来,对于各种纳米材料的研制也是层出不穷。其中,我国科学院物理研究所合成的纳米碳管,不仅是世界上最长的“超级纤维”,也是世界上最细的纳米碳管,创造了一项“3毫米的世界之最”。

从纳米碳管的外形上,我们可以发现它是一条很像蜂窝的“微管”,中间是空的,由一些类似石墨结构的六边形网格卷绕而成。它的整个“腰围”也只有几到几十纳米。这种微管是偶然中被发现的,但是它却是一种重要的一维纳米材料(只有一种结构的物质组成的)。它的重量比钢材要轻很多,但是它的强度比钢高100倍左右,并且它还比较耐高温,一般在3593℃的高温下也不会发生变化。这种轻而柔韧的纳米材料是制作防弹背心的最好材料,也有人认为它将是用来制造地球到月球的乘人电梯的最好材料。因为如果用纳米管做成绳子,它将是从月球挂到地球表面而不被自身重量所拉断的惟一的绳子。

然而,它被世人所喜欢的主要原因并不只这些,它还具有优越的吸热性能。因此有科学家就认为,即使是一粒小到肉眼看不见、只有一根头发丝的一万分之一,那么粗细的纳米管,也会在未来的工程、电视和电脑运算等领域,产生革命性的影响。纳米管优越的吸热性能,能在电脑运算和电子工业中起到很大的作用。它不但能够解决电脑散热的问题,而且使开发出结构紧凑、效率更高的电脑成为可能。我们期待,纳米碳管将帮助我们在电脑行业创造出奇迹。

此外,纳米碳管具有良好的导热性能,使它在其他领域也大有作为。电动机如果采用纳米管作散热片,其中的塑料部件就不会被高温熔化。并且,它还可以被置入需要耐受极度高温的材料之中,如飞机和火箭外部的嵌板等。目前,某些航空航天局就期望将纳米管置入,从防热层到宇航服等各种装备设施之中。

另外,纳米管在能源方面也有不小的作用。因为它可以用来制造更小、更轻、效能更大的燃料电池,还可以用它制成储存罐,储存用作能源的氢气。

当然,纳米碳管还有其他的一些用途,比如可以做成薄如纸张的壁挂式电视屏,还可以应用到医学领域中去制造一些人造器官,解决一些有缺陷的人的烦恼。总之,纳米碳管的作用有很多,它所带给我们的是意想不到的神奇,因此,我们称它为“神奇的纳米碳管”。

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