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納米材料雖好 就是有點兒不穩(wěn)定


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科學家早就發(fā)現(xiàn),當物體小到單個原子級別的時候就不再具有溫度,也就是說,溫度的概念對于微小物體而言是不存在的。但是,英國薩里大學的研究人員2004年8月下旬公布的最新發(fā)現(xiàn)稱,即使是較大一些的物體(如碳納米管),其溫度同樣難以測量。

  在日常生活中,熱能會由高處向低處傳遞,形成熱量平衡,這就是為什么我們手中的玻璃杯握一會兒就會變熱,F(xiàn)實世界縮小到原子世界時,溫度的概念就會失效,這是由于原子的波動性使得熱能無法傳遞達到平衡。研究人員一直試圖找到這個失效的界線,即物體究竟在小到什么程度―――幾千個原子、幾百個原子還是幾個原子時,其溫度就會無法測量。

  研究小組負責人奧特威·赫斯指出,現(xiàn)有的納米技術可以將材料縮小到幾千個原子的級別,由此制造出的微型電子元件中,一個高溫度的原子就可能會和一個低溫度的原子排列在一起,并且彼此之間沒有熱傳遞現(xiàn)象。如果我們在兩端測量一個直徑10微米的納米管,那么兩端的溫度不一定相同。而在某些特殊情況下,即使是比較大的物體也會被認為沒有溫度。例如,長度為10厘米的硅結晶的溫度只比絕對零度(約為-273.15度)高不到1攝氏度,幾乎沒有熱能。另外,材料和環(huán)境不同,溫度失效的臨界點也會隨之發(fā)生改變。

  牛津大學的物理化學專家彼得·阿特金斯認為,這種熱量不傳遞性會使材料表現(xiàn)出不穩(wěn)定的物理特性,這將對所有納米元件造成潛在的不良影響。

  這一發(fā)現(xiàn)為納米元件的研制敲響了警鐘。在未來研究中,科學家們也許將重新考慮溫度帶來的影響。
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