一直以来,人们都是将太阳能转变成电能以后再加以利用,这样在能量转换时不可避免的会出现能量损失.因此科学家又冒出一个新想法,为什么不直接利用光能 呢?光子本身就带有一定的能量,虽然其存在于很小的范围之内,但仍然可以加以利用.耶鲁大学和华盛顿大学的研究人员最近进行了一项新的研究工作,他们成功 的研制出了一个利用光子能量驱动的小型机器,揭开了光子能量研究和直接利用光能的序幕.
来自耶鲁大学和华盛顿大学的研究小组介绍称,他们用光照射在一个很小的机械设备上,造成了其在很小范围内的震动.而这种以光为驱动力的机械是由一些纳米元件为基础构成的,这些纳米元件包括纳米交换机和路由器等,它们可以完全脱离电网利用光来工作.光能专家唐洪(音译)认为,这种装置可以完全利用光驱动来取代传统的电驱动,根本不需要向机器提供电能,只需要使光线照射到其表面就可以了.唐洪是耶鲁大学工程和应用科学学院的助理教授,他和他的研究团队共同将这项研究的结果以论文的形式发表在了《自然》期刊上.
该研究小组的实验装置将激光集中在一个波导硅芯片上,光线将通过波导硅芯片中一个很狭窄的区段(10微米长,110纳米宽,一微米是一米的百万分之一,一纳米是一米的十亿分之一.),当光线通过时,硅芯片会产生轻微的共振,唐解释到,这是目前你能发现的最小的共鸣器.其他利用光驱动的方法主要是利用光辐射产生的压力,光辐射压是光子撞击物体而直接产生的.唐的研究小组将共鸣器横向或竖向的摆在光通过的路线中,利用所谓的光学角度压力来产生动力.换句话说,也就是水平通过共鸣器的光线引起共鸣器震动.
这些震动是如此之小,唐洪和他小组的研究人员不得不用激光来检测他的震动,唐说道,我们还不得不利用毫微级计算机,我们不能像观察一般的宏观运动那样来观察这些震动,共鸣器本身就很小,所以这些震动很难观察.
唐说道,这项研究仅仅拉开了他们对于光驱动力研究的序幕,他们将继续努力工作,下一步是将震动的频率提高100倍左右.在这项研究中,共鸣器的共振频率是在10兆赫附近.唐希望类似的装置能够获得更高的震动速度,能够在千兆赫范围之内.
这项研究使得我们看到了光驱动的美好未来,莱丝大学电气和计算机学院的教授纳奥米哈拉斯说到,随着这项工作的进展,光学捕获有了很大程度的发展,光捕获在原子物理和生物物理的研究工作中有着很大的作用,利用它我们可以采取一些新的研究方法.在本次研究中,这一技术被利用在硅芯片上,很显然,它还将继续运用于更多的技术中.
(编辑:xiaoyao)
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