國際研究團隊首次測得單分子熱傳遞速率
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道,美國密歇根大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團隊首次測量了通過單個分子的熱傳遞速率,朝制造出分子計算機邁出重要一步。分子計算利用分子而非硅來創(chuàng)建電路,可最大化摩爾定律,使造出最強大的傳統(tǒng)計算機成為可能。
![]() 該圖顯示了通過單個分子(一個橋接室溫電極和加熱電極尖頭原子級尖端的碳原子鏈)的熱。圖片來源:物理學(xué)家組織網(wǎng) 摩爾定律稱,集成電路中晶體管的數(shù)量每兩年翻一番,目前認為摩爾定律已經(jīng)“日薄西山”的言論層出不窮。人們普遍認為分子計算是摩爾定律的“終結(jié)者”,但研制分子計算機還面臨諸多障礙,熱傳遞就是其中之一。熱傳遞是指由于溫度差引起的能量轉(zhuǎn)移。由熱力學(xué)第二定律可知,有溫度差存在時,熱必然從高溫處傳遞到低溫處。 機械工程教授埃德加·邁霍費爾說:“熱是分子計算中的一個重要問題,因為電子元件基本上是連接兩個電極的原子串。當(dāng)分子變熱時,原子會快速振動,導(dǎo)致原子串?dāng)嗔选!?span style="display:none"> lzs(i2pA 但迄今為止,科學(xué)家一直無法測量沿這些分子的熱傳遞情況,更不用說對其進行控制了。在最新研究中,研究人員進行了第一個觀察熱量流經(jīng)分子鏈速度的實驗。 近十年來,邁霍費爾團隊一直在為此做準備。他們開發(fā)了一種量熱儀,其擁有出色的熱敏性,他們將量熱計加熱到20℃—40℃。量熱計配備有一個金色電極,其擁有一個納米尺寸的尖端;另外,韓國科學(xué)家準備了一個帶有分子涂層(碳原子鏈)的室溫金電極。 他們將兩個電極放在一起,直到它們剛接觸,這使碳原子鏈上的一些原子能附著在量熱計的電極上。在電極接觸的情況下,熱量從熱量計中自由流出,然后研究人員將電極慢慢拉開,使只有碳原子鏈能連接它們。 他們用2—10個原子長的碳鏈進行了熱流實驗,但鏈的長度似乎不影響熱量通過它的速率。在室溫下,傳熱速率為量熱計和電極之間每相差1℃,傳熱約為20皮瓦(20萬億分之一瓦)。 理論預(yù)測表明,即使分子鏈變得更長,長度為100納米甚至更多,納米級的熱傳遞也是這種情況,該團隊希望厘清這一情況是否屬實。 相關(guān)鏈接:https://phys.org/news/2019-07-molecular-single-molecule.html 關(guān)鍵詞: 晶體管
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最新評論
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星空38 2019-07-23 00:20單分子熱傳遞速率,這都能測量,厲害
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bairuizheng 2019-07-23 00:43這個厲害
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mang2004 2019-07-23 00:47根據(jù)文中數(shù)據(jù),可計算得到原子的熱阻: 1deg/20皮瓦= 5x10^10 k/W.
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1014597 2019-07-23 05:36單分子熱傳遞速率 這個厲害
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劉明歡聰慧 2019-07-23 06:15單分子熱傳遞速率
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redplum 2019-07-23 06:40真牛逼啊
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likaihit 2019-07-23 06:42十分了得
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譚健 2019-07-23 08:07團隊力量無比重要
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從業(yè)者007 2019-07-23 08:08摩爾定律稱,集成電路中晶體管的數(shù)量每兩年翻一番,目前認為摩爾定律已經(jīng)“日薄西山”的言論層出不窮。人們普遍認為分子計算是摩爾定律的“終結(jié)者”,但研制分子計算機還面臨諸多障礙,熱傳遞就是其中之一。熱傳遞是指由于溫度差引起的能量轉(zhuǎn)移。由熱力學(xué)第二定律可知,有溫度差存在時,熱必然從高溫處傳遞到低溫處。
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俞佳誠 2019-07-23 08:16科學(xué)的力量,無法估量。👍👍👍👍👍👍