http://www.kadhoai.com.cn 2026-05-06 06:29:17 來源:中國網
編者語:meiguojiazhoudaxuebokelifenxiaohebokelishiyanshideyanjiurenyuantongguodazaoshijieshougequangongnengxingdenamiguanzhuangzhi,chenggongjianzaoleyigekeyigeijinyuanzichengzhongdenajidianxitong(NEMS)。以此裝置測得的金原子質量為3.25 x 10^25千克。

此雙壁碳納米管納機電係統用於測量單個金原子質量
據美國每日科學網報道,meiguojiazhoudaxuebokelifenxiaohebokelishiyanshideyanjiurenyuantongguodazaoshijieshougequangongnengxingdenamiguanzhuangzhi,chenggongjianzaoleyigekeyigeijinyuanzichengzhongdenajidianxitong(NEMS)。此成果發表在最新出版的《自然-納米技術》雜誌上。
加州大學伯克利分校物理係和伯克利實驗室材料科學部的物理學家亞曆克斯·澤特爾負責此項研究。澤特爾說:"在過去的15年左右,納機電係統推動他們製造足夠靈敏且足夠小的裝置,因此他們現在能解決給單個原子或分子稱重的問題。"
此ci新xin式shi納na機ji電dian係xi統tong質zhi量liang傳chuan感gan器qi由you單dan個ge碳tan納na米mi管guan組zu成cheng,有you雙shuang層ceng壁bi,具ju有you全quan部bu電dian子zi特te性xing,且qie硬ying度du增zeng加jia了le。碳tan納na米mi管guan的de一yi端duan可ke自zi由you活huo動dong,而er另ling一yi端duan入ru則ze連lian接jie在zai一yi個ge電dian極ji上shang,且qie距ju離li相xiang對dui的de電dian極ji相xiang當dang近jin。來lai自zi電dian池chi或huo太tai陽yang能neng電dian池chi上shang的de直zhi流liu電dian源yuan與yu這zhe對dui電dian極ji相xiang連lian,導dao致zhi它ta以yi某mou種zhong波bo動dong的de共gong振zhen頻pin率lv振zhen動dong。
當(dang)一(yi)個(ge)原(yuan)子(zi)或(huo)分(fen)子(zi)被(bei)存(cun)放(fang)在(zai)此(ci)碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)上(shang)麵(mian)時(shi),此(ci)碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)的(de)共(gong)振(zhen)頻(pin)率(lv)就(jiu)會(hui)因(yin)此(ci)原(yuan)子(zi)或(huo)分(fen)子(zi)的(de)質(zhi)量(liang)而(er)改(gai)變(bian),類(lei)似(si)於(yu)不(bu)同(tong)體(ti)重(zhong)的(de)跳(tiao)水(shui)運(yun)動(dong)員(yuan)會(hui)改(gai)變(bian)跳(tiao)水(shui)板(ban)的(de)共(gong)振(zhen)頻(pin)率(lv)一(yi)樣(yang)。此(ci)研(yan)究(jiu)小(xiao)組(zu)成(cheng)員(yuan)肯(ken)尼(ni)思(si)·延森說:"讓(rang)碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)振(zhen)動(dong)很(hen)簡(jian)單(dan),難(nan)的(de)就(jiu)是(shi)探(tan)知(zhi)其(qi)振(zhen)動(dong)的(de)微(wei)小(xiao)變(bian)化(hua)。我(wo)們(men)通(tong)過(guo)磁(ci)場(chang)發(fa)射(she)或(huo)噴(pen)霧(wu)讓(rang)它(ta)產(chan)生(sheng)了(le)振(zhen)動(dong),並(bing)探(tan)測(ce)到(dao)此(ci)碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)一(yi)端(duan)的(de)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)。"
利用此納機電係統質量傳感器,澤特爾小組對單個金原子稱了重量,其質量為3.25 x 10^25千克。這意味著大約3億億億個金原子才能達到1千克。
zhiqianyeyouqitadenajidianxitongchongdangzhiliangchuanganqi,dandaduoshushiyouguizhichengde,meiyouyigenengzaishiwenzhongjuyouceliangdangeyuanzizhiliangdebenling。zeteerxiaozudetannamiguanzhiliangchuanganqibidianxingdenajidianxitonggongzhenqidetijixiao1千倍,可以測量直徑隻有十億分之一米和長度隻有千萬分之一米的東西。延森說:"碳納米管是這一應用的理想材料,它們足夠小的尺寸使它們在室溫下足夠靈敏地感知單個原子的存在。"
雖然科學家通過複雜的技術――質譜儀可以測量單個原子的質量,但此新碳納米管納機電係統質量傳感器則有一些獨特優勢,為新的應用開啟了大門,延森解釋說。"buxiangzhipuyi,womendezhuangzhibuxuduizhongxingyuanzihefenzijinxinglizihua,congerbimiansunhuaiyangpin,rudanbaizhi。tongyangyebuxiangzhipuyi,womendetannamiguanzhiliangchuanganqizaigaozhiliangfanweineigengjialingmin,gengshiheyuceliangdadeshengwufenziruDNA。最終,我們的裝置將變得足夠小,可以集成到芯片上。"