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类似碳纳米管风车的纳米马达

发布时间:2017-12-03 阅读:

  类似于纳米管风车纳米电机

  在左上图中,a是纳米电机,b是纳米风车,并且红色内部碳纳米管是基于电子风旋转的。纳米马达与金电极接触,起电子记忆的作用,同时纳米风轮与汞电极接触。根据最新一期的“物理评论快报”(PRL),英国兰卡斯特大学的理论物理学家设计了一种纳米电机,运行于一种新型机制 - 电子风(Electron Wind)上。作者,如斯蒂芬贝利,在论文中声称,新的驱动机制可能在未来纳米机电结构(NEMS)技术的发展中有用。贝利说,过去人们的思维总是指向“推动”电动机旋转,但他们的想法是利用装置的固有特性,如电子或光子动量的变化。将纳米电机描绘成一个碳纳米管风车,虽然该装置看起来更像是一个微型望远镜比传统的旋转叶片风车。该装置由双壁碳纳米管,其中外管夹住两个外部电极,而较短的内部碳纳米管钻孔器中,外管只保持一个电极,而自由移动的内管与汞电极接触,并保持自由旋转,该装置被称为风车因为它是由在两个电极之间施加直流电压所产生的电子“风”驱动的。当该装置移动通过碳纳米管时,电子流获得角动量,产生导致内部碳纳米管旋转的正剪切力。研究人员计算出,电子风可以产生比内壁摩擦更大的力 - 有时达到3个数量级。根据所施加的电压,旋转的内管达到碳纳米管的崩溃速度达每秒8000米。这种电子风力纳米电机将有广泛的用途。例如,纳米马达可以通过使用电压脉冲以特定角度旋转内管或通过使碳纳米管与原子或分子存储器接触而用作开关或纳米级磁存储器件中的存储元件,纳米电动机可以成为纳流体泵。 \\ u0026物理学家也相信,电机可以以不同的方式供电。在一种可能性中,电子可以被原子或分子记忆替代。然后,施加压差可以通过碳纳米管驱动原子或分子,而它们的角动量可以导致内管旋转。同样,由碳纳米管末端之间的温差产生的声子通量也可以驱动该电机。 \\ u0026此前,科学家已经开发出其他基于碳纳米管的纳米电机,包括类似于碳纳米管风车结构的多壁碳纳米管。然而,过去的这些静电致动设计需要金属板和门,这在新设计中是不需要的。研究人员希望未来碳纳米管风力发电机的效率和简单性将提供超越静电和其他纳米电机的优势。 (资料来源:ScienceDaily,冯卫东)(PRL,100,256802(2008),S.W.Bailey,I.Amanatidis和C.J.Lambert)

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