一、求助~介绍一个化学高科技技术知识或化学在社会发展中的事例应用...
碳纳米管
不久前,我国科学家在一种功能材料上创造了一项世界纪录。这就是成功地制造出三毫米长 的超长定向碳纳米管列车,长度列于世界之最。
碳纳米管是一种奇异分子,它是使用一种特殊的化学气相方法,使碳原子形成长链来“生长 ”。出的“超细管子”,细到5万根并排起来才有一根头发丝宽。这种又长又细的分子,人 们 给它取个计量单位“纳米”(百万分之一毫米)的名字,叫“纳米管”。尽管碳纳米管在理论 上可长到几公里而不断,但人们已用多种方法制备的碳纳米管,最长也只有一二百微米。我 国科学家另辟蹊径,创造性地制出了3毫米长的碳纳米管,把长度增加了上万倍。
碳纳米管有着不可思议的强度与韧性,重量却极轻,导电性极强,兼有金属和半导体的性能 ;把纳米管组合起来,比同体积的钢强度高100倍,重量却只有1/6。
一次,莫斯科大学的研究人员为了弄清纳米管的受压强度,将少量纳米管置于29Kpa的水压 下(相当于水下18000千米深的压力)做实验。不料,未加到预定压力的1/3,纳米管就被压扁 了。他们马上卸去压力,它却像弹簧一样立即恢复了原来形状。于是,科学家得到启发,发 明了用碳纳米管制成像低一样薄的弹簧,用作汽车或火车的减震装置,可大大减轻车辆的重 量。
更令人惊奇的是,最近美国、中国、法国和巴西科学用精密的电子显微镜测量纳米管在电流 中出现的摆动频率时,发现可以测出纳米管上极小微粒引起的变化,从而发明了能称量亿亿 分之二百克的单个病毒的“纳米秤”。这种世界上最小的秤,为科学家区分病毒种类,发现 新病毒作出了贡献。
在航天事业中,利用碳纳米管制造人造卫星的拖绳,不仅可以为卫星供电,还可以耐受很高 的温度而不会烧毁。在电子工业上、用碳纳米管生产的晶体管,体积只有半导体的1/10,用 碳基分子电子装置取代电脑芯片,将引发计算机的新的革命。
二、电脑的CPU为什么用硅?
硅元素在地壳中的储量十分惊人且非常充足(仅次于氧),氧硅铝铁钙……
“锗”的储量当然比不上氧和硅,关键在于“锗”的分布特别的分散,几乎没有比较集中的锗矿,这就为开采锗增加了巨大的难度。
硅的储量不仅充足开采也十分方面,而“锗”却因为分散而增加了难度且需要耗费更多的产能。
“硅”的稳定性相对来说比“锗”更高,尤其是它们的氧化物更是如此。二氧化硅是致密的绝缘体,且不溶于水。但氧化锗就比较蓬松啦,且溶于水。
除此之外,“锗”在高温下极不稳定,比硅重且易碎。
三、神奇的纳米管?
神奇的纳米管
不久前,我国科学家在一种功能材料上创造了一项世界纪录。这就是成功地制造出三毫米长 的超长定向碳纳米管列车,长度列于世界之最。 碳纳米管是一种奇异分子,它是使用一种特殊的化学气相方法,使碳原子形成长链来“生长 ”。出的“超细管子”,细到5万根并排起来才有一根头发丝宽。这种又长又细的分子,人 们 给它取个计量单位“纳米”(百万分之一毫米)的名字,叫“纳米管”。尽管碳纳米管在理论 上可长到几公里而不断,但人们已用多种方法制备的碳纳米管,最长也只有一二百微米。我 国科学家另辟蹊径,创造性地制出了3毫米长的碳纳米管,把长度增加了上万倍。
碳纳米管有着不可思议的强度与韧性,重量却极轻,导电性极强,兼有金属和半导体的性能 ;把纳米管组合起来,比同体积的钢强度高100倍,重量却只有1/6。
一次,莫斯科大学的研究人员为了弄清纳米管的受压强度,将少量纳米管置于29Kpa的水压 下(相当于水下18000千米深的压力)做实验。不料,未加到预定压力的1/3,纳米管就被压扁 了。他们马上卸去压力,它却像弹簧一样立即恢复了原来形状。于是,科学家得到启发,发 明了用碳纳米管制成像低一样薄的弹簧,用作汽车或火车的减震装置,可大大减轻车辆的重 量。
更令人惊奇的是,最近美国、中国、法国和巴西科学用精密的电子显微镜测量纳米管在电流 中出现的摆动频率时,发现可以测出纳米管上极小微粒引起的变化,从而发明了能称量亿亿 分之二百克的单个病毒的“纳米秤”。这种世界上最小的秤,为科学家区分病毒种类,发现 新病毒作出了贡献。
在航天事业中,利用碳纳米管制造人造卫星的拖绳,不仅可以为卫星供电,还可以耐受很高 的温度而不会烧毁。在电子工业上、用碳纳米管生产的晶体管,体积只有半导体的1/10,用 碳基分子电子装置取代电脑芯片,将引发计算机的新的革命。
四、纳米电脑的研究进展如何?
纳米管质地坚固,有着极强的导电性。科学家发现,可用纳米管元件来代替硅芯片制造计算机。设在美国加利福尼亚州莫费特菲尔德的美国航天局艾姆斯研究中心的迪帕克·斯里瓦斯塔瓦正在研制一种连接纳米管的方法。用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件,发挥电子开关、放大和晶体管的功能。如能成功,则将引起计算机行业的革命。
斯里瓦斯塔瓦博士的工作所依据的事实是:纳米管束依碳化时使用的钴镍混合物而可具有各种电子性能,把性能不同的纳米管连接成五角形或七角形可复制出微型芯片元件。纳米管电路不仅体积小,而且速度快得多,价格也有可能降低。
斯里瓦斯塔瓦博士的纳米管芯片尽管非常可信,但是眼下只能用电子技术模拟出来。目前还没有大批量低成本生产纳米管的方法。不仅如此,科学家对如何把它们拣起来和移动、连接还没有把握。尽管生产出纳米级的碳基电子装置可能需要很多年,但肯定是正确的方向。