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推动原子

推动原子

科学家们计算了移动一个原子所需的力量。


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移动原子需要什么。我是Bob Hirshon,这是科学更新。

首次测量了移动单个原子所需的力量:从猫的晶须的柔和刷的力看起来像小行星的冲击。该团队包括IBM在加利福尼亚州IBM Almaden研究中心的博士后秘书处。取决于它的表面,燕牛肉说,移动钴原子需要一个小于17皮涅顿的力。

燕牛:

并将其进入视角,移动一个原子,你需要大约十亿日的力量,你需要抬起一块巧克力。

要做到这一点,他们在负-454华氏度下的超真空度 - 一个温度如此寒冷,因为原子不会自行反弹。调查结果最终可以帮助努力建造全新物质的科学家,一次一个原子。我是SAAS,科学学会的鲍勃Hirshomanbetx注册与登录n。


了解研究

现在科学中最热门的领域是纳米技术。前缀“纳米”表示“十亿”(即厘米“表示”百分之一百分之一“,意味着”千分之一“)。纳米技术是纳米级物质的工程,是分子和原子的规模。(典型的原子是直径纳米的一小部分,而微生物和病毒的直径为千分之一至数千纳米)。

纳米技术的一个目标是制造令人难以置信的微小机械部件,如晶体管、传感器、无线电接收器和计算机芯片,用于以最低功率运行的纳米机器,并能适应像人类血液这样的狭小空间。另一种方法是通过一次建造一个原子或分子来创造新的、符合人体规模的材料。换句话说,他们希望创造完全不同的原材料,而不是使用现有的原材料,如塑料、钻石或硅。这可能会开辟一个全新的工程领域。

当然,将原子放在一起比铺设砖和砂浆更难。有一件事,你需要一种方法来推动单个原子,而不会扰乱另一个。此外,您必须控制原子的运动。通常他们以难以控制的方式反弹和振动。这就是为什么研究人员将他们的测试室冷却到约454华氏度,或者只是几年的kelvin。(以0度Kelvin,或绝对零度,分子完全停止移动。)除了它们正在操纵的钴原子或一氧化碳分子之外,它们还产生了一种其他分子的超真空。然后,它们使用原子力显微镜尖端仔细拖动铜或铂表面的原子或分子。

他们发现所需的力量范围为17Piconewtons.到210皮牛顿,这取决于它被移动的原子和表面(在米-千克-秒系统中,牛顿是使一千克的质量加速所需的力的单位,每秒一米)。他们的发现表明,不同的物质对移动的原子产生的摩擦力明显不同。据推测,分子和表面的每一种结合都需要它自己确切的力。通过证明这种力实际上是可以测量的,该实验表明,建造精确建造的纳米级工厂是可能的。

现在尝试回答这些问题:

  1. 什么是纳米技术?
  2. 纳米是十亿分钟的米。为了比较,计算自己的高度十亿次。这是多久,英里?宇宙中的那个长度是多少?
  3. 为什么研究人员必须在进行实验中创造这样的具体条件?
  4. 为什么一个原子一个原子地建造材料是如此的突破?

你可能想看看2008年3月14日,科学更新播客听取有关本周的更多信息和本周的其他程序。此播客的主题包括:考古学家挖掘,玛雅蓝的奥秘,你的头发已经等等。


为教育工作者

国家地理在线功能纳诺的未来向学生介绍纳米技术的世界。

国家地理新闻文章纳米技术:微小的科学很大,而且变得更大还提供了纳米技术的概述。


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