加州大学试制成功碳纳米管马达

加州大学试制成功碳纳米管马达

     (华强电子世界网讯) 美国加州大学伯克莱分校（以下简称UC Berkeley）物理学教授A.Zettl等人，与美国劳伦斯伯克莱国立研究所（以下简称LBNL）联手，使用NEMS（纳米机电系统）技术，试制成功了把多层碳纳米管用作转子的纳米马达（图），并证实可正常工作。在接受记者采访时，Zettl表达了自己的愿望：“仅从我所能想到的来讲，未来的用途包括微通道（micro-flow）、化学传感（chemosensing）、纳米管及生物混合马达等。此外，可能还有我预想不到的领域”。
    
    

　　首先，使用硅底板，利用柔性技术制作出马达的骨格结构。在此先利用二氧化硅形成放置转子的位置。然后使用AFM（原子力显微镜）安装多层碳纳米管转子。转子使用的纳米管直径约为40nm，大概约相当于发丝的1/2000那么粗。转子上安装了长度约为300nm的金叶片（照片）。马达可嵌入到硅芯片上。
    
    　　纳米马达的结构如下：利用导电螺栓固定转子两端。相对于转子的纵长方向，在左右和下方共三个位置放置定子电极。Zettl把左右两个称为内定子（in-plane stator），下方的那个称为门定子（gate stator）。在此提供4个独立的电压信号。一个给转子的叶片，其余三个给定子。利用这4个电压信号，控制转子的定位、转速和旋转方向。目前实际上已经利用每帧33ms的动态图像确认了旋转的状态。此次试验的详细内容已经刊登在7月24日出版的英国《自然》科学杂志上。
    
    　　对于纳米马达的优势，Zettl在采访过程中强调指出，从此次开发的纳米马达和生物体内的生物马达的比较来看，“生物马达只能在活体环境中工作，而且当温度升高到50℃时就会停止工作。而我们开发的纳米马达从理论上来讲可以在超低温至数百度的高温等很大的温度范围内，而且还可以在真空中以及液体中使用”。
    
    　　Zettl等人已经着手进行纳米马达的应用研究。所能想到的用途包括把金属叶片用作镜子的开关，传送流体的马达、检测流量的传感器，以及与生物体内的生物马达共同组成的混合马达等。另外，他还说：“正在开发在同一底板上嵌入多个转子的阵列型马达。今后还准备制作更为精密的功能元件”。最后他还补充道：“纳米科技简直就是融合诸学科的‘公共语言\’，我更是期望此次开发的纳米马达不仅是化学和生物学，还能够成为一项融合不同领域的技术”。