新型纳米发动机

美国物理学家首次利用液体的表面张力制造了一种纳米机电装置。这种“张弛振荡器”由放置在碳纳米管基底上的两滴液体物质组成，可以被微弱的外部电场控制。来自加州大学伯克利分校和劳伦斯·伯克利国家实验室的阿列克谢·特尔和他的同事说，这种装置可以广泛用于各种纳米机器，包括致动器和发动机。

物体的尺寸越小，表面张力的影响就越明显，主要的表面张力低于微米级。这就是为什么昆虫可以在水上行走，而人类不能。尽管利用电场来改变小液滴的表面张力在喷墨打印机中已经使用了很长时间，但它从未被用来直接发电。如图所示，由Zettl制造的纳米张弛振荡器由固定在多层碳纳米管基底上的大滴(直径90纳米)和小滴(直径30纳米)熔融铟组成。振荡工作的核心是由大液滴完成的，其过程是一个较慢的收缩过程和一个较快的松弛过程。两个液滴在开始时不接触。在外加电场的作用下，大液滴将原子沿着基底转移到液滴上。小液滴变大，大液滴变小。液滴之间的距离变小，直到两个液滴接触完成收缩过程。接触后，在表面张力的作用下，大液滴迅速吞没液滴，完成松弛过程，两个液滴回到初始状态。该装置可以在外部电场的作用下连续工作。泽特尔团队发现，将外部电场从1.3伏增加到1.5伏可以加速振荡频率。舒张过程持续200皮秒(皮秒)，可以产生5毫微微焦(10-15焦耳)的能量。他们说该设备的工作频率在千兆赫范围内。