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據美國每日科學(xué)網(wǎng)報道，美國加州大學(xué)伯克利分校和伯克利實(shí)驗室的研究人員通過(guò)打造世界首個(gè)全功能性的納米管裝置，成功建造了一個(gè)可以給金原子稱(chēng)重的納機電系統(NEMS)。
加州大學(xué)伯克利分校物理系和伯克利實(shí)驗室材料科學(xué)部的物理學(xué)家亞歷克斯·澤特爾負責此項研究。澤特爾說(shuō)：“在過(guò)去的15年左右，納機電系統推動(dòng)他們制造足夠靈敏且足夠小的裝置，因此他們現在能解決給單個(gè)原子或分子稱(chēng)重的問(wèn)題?！?BR>此新式納機電系統質(zhì)量傳感器由單個(gè)碳納米管組成，有雙層壁，具有全部電子特性，且硬度增加了。碳納米管的一端可自由活動(dòng)，而另一端入則連接在一個(gè)電極上，且距離相對的電極相當近。來(lái)自電池或太陽(yáng)能電池上的直流電源與這對電極相連，導致它以某種波動(dòng)的共振頻率振動(dòng)。
當一個(gè)原子或分子被存放在此碳納米管上面時(shí)，此碳納米管的共振頻率就會(huì )因此原子或分子的質(zhì)量而改變，類(lèi)似于不同體重的跳水運動(dòng)員會(huì )改變跳水板的共振頻率一樣。此研究小組成員肯尼思·延森說(shuō)：“讓碳納米管振動(dòng)很簡(jiǎn)單，難的就是探知其振動(dòng)的微小變化。我們通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)射或噴霧讓它產(chǎn)生了振動(dòng)，并探測到此碳納米管一端的電流變化?！?BR>
利用此納機電系統質(zhì)量傳感器，澤特爾小組對單個(gè)金原子稱(chēng)了重量，其質(zhì)量為3.25×10-25千克。這意味著(zhù)大約3億億億個(gè)金原子才能達到1千克。 之前也有其它的納機電系統充當質(zhì)量傳感器，但大多數是由硅制成的，沒(méi)有一個(gè)能在室溫中具有測量單個(gè)原子質(zhì)量的本領(lǐng)。澤特爾小組的碳納米管質(zhì)量傳感器比典型的納機電系統共振器的體積小1千倍，可以測量直徑只有十億分之一米和長(cháng)度只有千萬(wàn)分之一米的東西。延森說(shuō)：“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(gè)原子的存在?！毖由忉屨f(shuō)?！安幌褓|(zhì)譜儀，我們的裝置不需對中性原子和分子進(jìn)行離子化，從而避免損壞樣品，如蛋白質(zhì)。我們的碳納米管質(zhì)量傳感器在高質(zhì)量范圍內更加靈敏，更適合于測量大的生物分子如DNA。最終，我們的裝置將變得足夠小，可以集成到芯片上?！?
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號