2010年6月23日 星期三

陪電波跳舞的單奈米碳管天線! Real single nanotube radio plays Layla

在每個家庭都有很多不同種類的天線, 用來接收不同的頻率的電波訊息. 一般的天線大概就是靜靜地保持某個合適的姿勢來接收電波, 讓電波引起的電場在天線上共振. 這樣的共振的電子訊號在被解譯成各種資訊. 但是, 在很小很小的尺度上, 電波引起的天線電場的震盪是看真的會讓天線跳起舞來的. 這種電場跟機械震盪的偶合, 現在在單個奈米碳管所構成的天線上被紀錄到了! 影片中細細的那條東西, 就是在電子顯微鏡下的奈米碳管. 一開始的時, 這奈米天線找不到電波的頻訊, 所以就不動, 後來影片傳出歌聲, 表示找到電波的頻率. 開始接收電波以後, 電波引起的局部電場變化 讓整個奈米碳管都動了起來. 所以再聽到音樂的同時就看不到奈碳管, 因為他正在快速震盪. 換句話說, 奈米碳正跟著要接收的電波一起跳舞的呢!

相關文獻

2 則留言:

scimage 提到...

http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%A4%A9%E7%BA%BF
天線是一種用來發射或接收無線電波——或更廣泛來講——電磁波的電子器件。天線應用於廣播和電視、點對點無線電通信、雷達和太空探索等系統。天線通常在空氣和外太空中工作,也可以在水下運行,甚至在某些頻率下工作於土壤和岩石之中。

從物理學上講,天線是一個或多個導體的組合,由它可因施加的交變電壓和相關聯交變電流而產生輻射的電磁場,或者可以將它放置在電磁場中,由於場的感應而在天線內部產生交變電流並在其終端產生交變電壓。

scimage 提到...

http://zh.wikipedia.org/zh-hant/%E7%A2%B3%E7%BA%B3%E7%B1%B3%E7%AE%A1
碳納米管的分子結構決定了它具有一些獨特的性質。由於巨大的長徑比(徑向尺寸在納米量級,軸向尺寸在微米量級),碳納米管表現為典型的一維量子材料,它的電子波函數在管的圓周方向具有周期性,在軸向則具有平移不變性,大大純化了理論工作,並做出了一些預言。理論預言,碳納米管具有超常的強度、熱導率、磁阻,且性質會隨結構的變化而變化,可由絕緣體轉變為半導體、由半導體變為金屬;具有金屬導電性的碳納米管通過的磁通量是量子化的,表現出阿哈羅諾夫-玻姆效應(A-B效應)。

力學性質

由於碳納米管中碳原子採取SP2雜化雜化,相比SP3雜化雜化,SP2雜化中S軌道成分比較大,使碳納米管具有高模量、高強度。

碳納米管的硬度與金剛石相當,卻擁有良好的柔韌性,可以拉伸。目前在工業上常用的增強型纖維中,決定強度的一個關鍵因素是長徑比,即長度和直徑之比。目前材料工程師希望得到的長徑比至少是20:1,而碳納米管的長徑比一般在1000:1以上,是理想的高強度纖維材料。2000 年10月,美國賓州州立大學的研究人員稱碳納米管的強度比同體積鋼的強度高100倍,重量卻只有後者的1/6到1/7。碳納米管因而被稱「超級纖維」。

莫斯科大學的研究人員曾將碳納米管置於1011 Pa的水壓下(相當於水下18000米深的壓強),由於巨大的壓力,碳納米管被壓扁。撤去壓力後,碳納米管像彈簧一樣立即恢復了形狀,表現出良好的韌性[3]。這啟示人們可以利用碳納米管製造輕薄的彈簧,用在汽車、火車上作為減震裝置,能夠大大減輕重量。此外,碳納米管的熔點是目前已知材料中最高的。

張貼留言