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就像人体“第二肌肤” 科学家研发可穿戴温度传感器监测人体健康
时间:2014-10-08 17:26 来源:美闻网
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  美国科学家研发出超细超坚固的纳米线,能够让打造太空电梯的梦想成为现实,进而让实现飞天梦想就像坐电梯一样简单。这种纳米线由长而细的碳原子链构成,碳原子的排列方式与钻石内部结构相同。此项研究由宾夕法尼亚州立大学的化学教授约翰˙巴丁进行,研究发现近日被刊登在《自然-材料》杂志上。
  为了实现打造太空电梯的梦想,结构工程师皮特˙德伯尼提议将卫星部署到地球同步轨道并且使用一条绳索与地面相连,同时借助配重平衡整个系统。但德伯尼指出当前材料的坚固程度无法满足制造这种绳索的需求。现在,巴丁教授研制出能够做到这一点的纳米线。
  巴丁教授指出:“我们研发的纳米线就像是一个不可思议的珠宝,一个由尺寸最小的钻石串成的微型项链。由于钻石是这种线的核心,我们有理由认为它们拥有异乎寻常的硬度和坚固度,同时也拥有巨大的应用价值。”
  2012年,东京公司株式会社大林组宣布一项计划,将在2050年之前建造一个可以使用的太空电梯。在设计上,大林组的太空电梯采用德伯尼提议的类似技术。
  由于太空电梯形成的重量分布,绳索需要起到降低重心的作用,就像西雅图的“太空针”的设计一样。
  巴丁教授表示:“从基础科学的角度上说,我们的研究无疑非常引人注目,因为我们研发的纳米线拥有此前我们从未见过的结构。”巴丁的研究小组研发的纳米线由长而细的碳原子链构成,碳原子的排列方式与钻石结构相同。钻石结构的主要特征为6个碳原子构成的Z字形环己烷,每个原子被其他原子环绕,形成坚固的四面体三棱锥形。
  巴丁教授指出:“我们研发的纳米线就像是一个不可思议的珠宝,一个由尺寸最小的钻石串成的微型项链。由于钻石是这种线的核心,我们有理由认为它们拥有异乎寻常的硬度和坚固度,同时也拥有巨大的应用价值。对于我们研发的纳米材料,我们的其中一个最疯狂的梦想就是用于制造超级坚固的轻型绳索,让打造太空电梯的梦想成为现实。迄今为止,太空电梯一直只存在于科学作品中。”
  100年来,科学家一直在实验室进行研究,试图将含有原子的单个分子——例如液态苯——压缩成有序的钻石型纳米材料。巴丁等人的研究成果意味着这个有着100年的梦想终成现实。研究论文合著者、卡内基科学研究所的马尔科姆˙格思里指出:“我们利用橡树岭国家实验室的大型高压巴黎˙爱丁堡装置压缩宽度0.2英寸(约合6毫米)的苯。与此前的实验相比,这一数量可谓巨大。根据我们的发现,在室温条件下进行大幅压缩之后缓慢释放压力能够赋予碳原子所需要的时间,进行相互作用和形成高度有序的单行碳四面体链,进而形成钻石核心的纳米线。”
  巴丁指出这种纳米线的宽度“小的异乎寻常,只有区区几个原子”,是光纤的几十万分之一。光纤的直径远不及人类的头发。不过,他们研发的钻石纳米线并不完美,巴丁的研究小组将继续进行研究,改进钻石纳米线。
( 编辑:wangshun)
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