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碳納米管有望成納米“能量轉換器”

作者:中國科學院成都有機化學有限公司 來源:http://m.chun-tian.cn 日期:2012-07-09 09:37:16


       碳納米管,簡單來說就是將網狀分布的碳原子卷成一個無縫管子。自發現以來,它憑借強度大的特性,用于構造多種納米機械器件,如納米秤、納米信號發射器等,但均被用于結構單元或耗能單元。碳納米管能不能將外部能源轉化為機械能做功,還有啥未知特性等待開掘,成為學界關注焦點。

  上海大學應用數學和力學研究所張田忠教授通過分子動力學模擬,發現直徑大于3.5納米的單壁碳納米管一端被壓扁后,塌陷部分會沿縱向擴展至整個碳納米管。研究人員從這個現象中看到了能量的變化軌跡:納米管逐漸變扁的過程中,儲藏在其中的勢能部分轉化為動能。

 這個沖力有多大?測算表明,碳納米管中的多米諾波速可達1.1km/s。對此,張教授打了個比方:如果以此為基礎造出一把納米槍,子彈出膛就是這個速度,可別小看它,這可是AK—47沖鋒槍出口速度的1.5倍。

  專家介紹,供能單元有兩個必備條件:其一,有能量轉換;其二,能量轉換能反復發生。為此,研究人員開始尋找能讓扁了的碳納米管恢復圓柱狀的條件。實驗結果表明,加熱正是他們需要的答案——加溫至100攝氏度這個臨界溫度以上,吸收了熱能的扁管子能重新鼓起來,而一旦降到100攝氏度以下,管子又扁了。這一新特點的發現無疑在碳納米管上找到了熱能、機械能不斷相互轉換的橋梁。

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