剑桥大学做出世界上最小的发动机
研究人员用金纳米粒子中设计了一个微型发动机,它采用“凡德瓦尔斯(Ven der Waals)能源”来驱动一个微小的马达,这可能是在纳米尺度上建立功能性机器的答案。微小的发动机来自剑桥大学的研究人员才正发明了一个微小的发动机,一个非常微小的引擎,它将有可能在实践真正地功能性纳米技术所期待已久的梦想中发挥关键的作用。这种技术长久以来已在酝酿之中,并一直被吹捧其巨大的潜力:想像微型机械或细胞类似漫游的血液(àlafantastic之旅)和跳过癌细胞,来与外来的细菌和病毒交手,修正普里昂疾病,和重新安排饱受遗传疾病之苦患者的基因组。
也想像一下,这样的技术对材料科学、计算、光学…等科技有什么影响呢,这种可能性几乎是无止境的,这样你就可以很好猜测它具有改变世界的能力。
但科学家们不得不如同婴儿学步般开始,因为在纳米尺度上操纵物质是一大难题。
一个主要的障碍是:如何对这种极其微小的设备提供电力;而新发现的发动机可能会是解决此问题的方法。
寻金者原型发动机不像是传统类型︰它是由一堆杂乱的带电金纳米粒子组成,聚集在一个对温度敏感的聚合物的“智慧型”凝胶里。
发动机背后的实际发电原理很简单,不会比提供动力给弹弓的原理更为复杂。
当聚合状的束由雷射加热时,聚合物凝胶从质量排出水,聚合物坍塌,储存大量的弹性能量。
当速带收缩时,金纳米粒子非常紧密地聚集在一起,但一旦聚合物冷却,他们吸收了排出的水并迅速膨胀,导致黄金的粒子迅速地反弹分开和释放弹性能量。
于是你有一个简单但非常有效的纳米尺度的发动机。
在这种小规模的尺度上,这种基本力量的操作是一个巧妙的使用,而且它的实际应用可能会涉及到一些像是一个光驱动活塞式发动机。
剑桥大学物理系卡文迪许(Cavendish)实验室的首席研究员JeremyBaumberg教授,说:「整个过程就像是一个纳米弹簧。
这里聪明的部分是我们利用重金属颗粒的凡德瓦尔斯吸引力来设置弹簧(聚合物)和用水分子来释放它们,这是非常可逆性和可再现的。
」这些小小的马达也产出的力,且大于以前的设备好几倍,胜过每单位重量的其他马达和肌肉的近百倍。
团队已命名这些设备为“蚁族”(ANTs),“驱动纳米转换器”(actuating nano-transducers),这是非常恰当的,考虑到其小小地昆虫般声名狼藉的习性,去举起与其身躯不成比例的重物。
该团队断言,这个小机器将会是造价低廉,非常节能,并能在不威胁生物系统下植入。
下一阶段是与几家公司合作,将这项技术商业化。
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