正文 第13章 納米老鼠“提修斯”(2 / 2)

研究人員發現,當碳納米管暴露於二氧化氮中時,通過它們的電流增大;當暴露於氨氣中時,電流減小。盡管現在還不能確定是什麼原因導致了電流的變化,一種解釋是氣體分子釋放或吸收電子,從而使納米管的電阻發生改變,但這不妨礙人們對這種變化的應用。納米鼻探測器由兩端聯接著金屬導線的碳納米管組成,與現有探測器不同的是,它可以在室溫下工作,造價低廉,並且體積微小,隻有3微米長。在用微芯片進行化學分析的“芯片實驗室”中可以找到用武之地。一般來說氨氣很難探測,而且氨氣汙染越來越嚴重,有了這種探測器就太方便了。一位環保工程師也認為,對二氧化氮進行監測很有價值,但是在原來的技術條件下難以進行,而“新的納米鼻探測器有用極了”。目前,研究人員正在尋求商業合作夥伴對它進行開發。但是,這種探測器還有一些缺陷需加以改進,如:恢複時間慢,它測定一個氣體樣本後需等12小時才能再次使用;另外,還可根據用戶需要改造這種探測器,使它具備更多的功能。例如,科研人員已在用它探測一氧化氮方麵取得了一些進展。

納米溫度計

測量比針尖還細小很多的物體的溫度並不容易,最近日本科學家利用納米碳管研製出一種微型溫度計,它可以測量50~500℃之間的溫度,預計在微觀環境中將有廣泛的應用。

日本物質材料研究機構的科學家在最新一期的英國《自然》雜誌上報告說,他們在直徑為75納米的納米碳管裏充人金屬镓液體,對它加熱,然後冷卻。結果發現,在50~500℃之間,納米碳管中镓液柱的高度隨溫度呈均勻變化,就像普通溫度計裏的酒精或水銀液柱的高度變化一樣,液柱最長可以達到10微米。

金屬镓的熔點為2978℃,沸點為2403℃,用液體镓作為測溫液體,可以測量的範圍很大。此外,用於製造納米碳管的材料是石墨,它在50~500℃之間體積隨溫度的變化極小,因此納米碳管本身的直徑和長度變化可以忽略不計,測量精確度較高。

測量溫度是科研和工業生產等領域的基礎工作之一。目前,包括晶體管等在內的很多器件尺寸越來越小,這對在微觀環境中測量溫度提出了新要求。日本科學家的這一成果有望為滿足這一要求提供新手段。另外,這一成果本身也是在納米技術領域的有益嚐試。

將來把這些傳感器裝到納米機器人身上,他們就能聽、能聞還可以感知冷熱,這樣以後甚至可以創造出智能型的納米機器人。