什么是量子线?(a quantum wire?)

量子线是一种电缆或导线,通常在功能上类似于铜线,但由特定元素的纳米管制成,通常是碳。量子线通常是导体,但也可以制成绝缘体或半导体。这些电线是电线功能和航天器上使用的理想选择,因为它们比金属电线更小、更轻。然而,它们的生产成本很高。...
Metallic quantum wires are available in either nickel or gold.

量子线是一种电缆或导线,通常在功能上类似于铜线,但由特定元素的纳米管制成,通常是碳。量子线通常是导体,但也可以制成绝缘体或半导体。这些电线是电线功能和航天器上使用的理想选择,因为它们比金属电线更小、更轻。然而,它们的生产成本很高。

纳米管是直径为1纳米的人造显微镜管,其尺寸为十亿分之一米。相比之下,一根头发的直径是以微米为单位测量的,微米比纳米大1000倍。纳米管不仅被用于制造量子线,还被用于各种科学领域,包括医学研究。

1991年发现的纳米管是用激光照射纯物质(如碳)制成的。最初,这是一个漫长的过程,许多潜在的纳米管因为不符合尺寸要求而被丢弃,但到1996年,莱斯大学的研究人员已经完善了一个制造适当尺寸纳米管的过程。

纳米管必须以链的形式连接或扭曲在一起,形成量子线,量子线的导电性高于铜线,铜线是电的最佳金属导体。理论上,量子线的重量是铜线的六分之一,传导电的效率是铜线的十倍。金属量子线可以由镍(Ni)或金(Au)制成。这些电线在很大程度上仍处于实验阶段,但在电子和光学方面有用途。

然而,科学上最令人兴奋的量子线可能是由碳纳米管制成的量子线。2005年,赖斯大学利用美国国家航空航天局(NASA)1100万美元的拨款,对利用碳纳米管制造量子线进行了广泛的研究。赖斯大学计划于2010年完工,负责制造长度足以用于航天器的量子线。

由于这些导线更轻、效率更高,美国宇航局和其他科学家认为,量子导线可能有助于让航天器进入更远的太空,因为每增加一磅,航天器就会消耗更多的燃料。然而,科学家们在生产足够多的纳米管来制造长的金属丝时遇到了一些问题,因为一种叫做“扶手椅”的非常特殊的纳米管形状是将它们扭曲成金属丝所必需的。2005年,只有2%的纳米管具有正确的使用形状。然而,截至2010年,莱斯大学的研究人员在解决这个问题上取得了相当大的进展,但仍需要更多的研究。。

  • 发表于 2022-02-10 11:58
  • 阅读 ( 99 )
  • 分类:科学

你可能感兴趣的文章

量子生物学(quantum biology)和化学(chemistry)的区别

...量子生物学与化学的表格形式 6. 摘要 什么是量子生物学(quantum biology)? 量子生物学是研究量子力学和理论化学在生物对象和问题上的应用的一门新兴学科。换句话说,量子生物学是量子理论在生物学方面的应用。 量子生物学是...

  • 发布于 2020-09-21 08:03
  • 阅读 ( 452 )

方位角(azimuthal)和主量子数(principal quantum number)的区别

...示方位角与主量子数 5. 摘要 什么是方位量子数(azimuthal quantum number)? 方位量子数是描述原子中电子的角动量的量子数。因此,我们也可以称之为轨道角动量量子数。字母“l”表示方位量子数。此外,这个量子数决定了电子存在...

  • 发布于 2020-10-07 18:13
  • 阅读 ( 690 )

磁量子数(magnetic quantum number)和自旋量子数(spin quantum number)的区别

...与自旋量子数的表格形式 5. 摘要 什么是磁量子数(magnetic quantum number)? 磁量子数区分了子壳层中可用的轨道。这个值的符号是mi。根据它的定义,这个量子数表明每个特定子壳层中的电子都有角量子数,范围从-l到+l加零。因此...

  • 发布于 2020-10-15 03:08
  • 阅读 ( 1293 )

量子物理学(quantum physics)和粒子物理学(particle physics)的区别

...子物理与粒子物理的表格形式 5. 摘要 什么是量子物理学(quantum physics)? 量子物理学是物理学的一个分支,研究原子小尺度能级的性质。这个术语的另一个常见名称是量子力学,因为它描述了原子的力学性质。根据量子物理学,...

  • 发布于 2020-10-17 06:02
  • 阅读 ( 394 )

经典理论(classical theory)和量子理论(quantum theory)的区别

...用于超大质量物体和接近光速的物体。 什么是量子理论(quantum theory)? 量子理论是在原子水平上描述物体本质的理论。根据量子理论,能量、动量和角动量是离散值,我们称之为“量子化”。在这里,物体同时具有波和粒子的性...

  • 发布于 2020-10-17 07:17
  • 阅读 ( 441 )

玻尔(bohr)和量子模型(quantum model)的区别

玻尔(bohr)和量子模型(quantum model)的区别 玻尔模型和量子模型是解释原子结构的模型。玻尔模型又称卢瑟福玻尔模型,因为它是对卢瑟福模型的修正。玻尔模型是尼尔斯·玻尔在1915年提出的。量子模型是原子的现代模型。玻尔...

  • 发布于 2020-10-25 03:52
  • 阅读 ( 574 )

光子(photon)和量子(quantum)的区别

...时,以及当粒子及其对应的反粒子湮灭时。 什么是量子(quantum)? 量子一词来自拉丁语“quantus”,意思是“多少”。量子是一个储存能量的“离散包”。物质的能量不是连续的。这意味着任何能量的转移都是不可能的。科学家们...

  • 发布于 2020-11-04 11:32
  • 阅读 ( 1326 )

量子物理学(quantum physics)和量子力学(quantum mechanics)的区别

...子物理与量子力学的表格形式 5. 摘要 什么是量子物理学(quantum physics)? 量子物理学是一门科学,主要研究由量子力学和量子场论等理论解释的系统。科学家和研究人员将重点放在这一领域,以便利用这些知识来理解亚原子水平...

  • 发布于 2020-11-04 22:38
  • 阅读 ( 965 )

三星的galaxy quantum 2内置了量子密码技术

三星和韩国运营商SK电信宣布推出Galaxy Quantum 2,这是三星第二款内置量子密码技术的**,可增强安全性。这是去年星系A量子计划的后续行动。 Quantum 2包括一个名为ID Quantique的公司开发的芯片,该公司称它是世界上最...

  • 发布于 2021-04-15 22:02
  • 阅读 ( 173 )

弦理论(string theory)和环量子引力(loop quantum gravity)的区别

...的主要区别(main difference string theory) vs. 环量子引力(loop quantum gravity) 弦理论和量子环引力是量子引力的两种理论。但这是两种不同的方法。弦论是一种理论上的尝试,以统一所有四个基本的相互作用。环量子引力并不试图统一基...

  • 发布于 2021-06-27 20:45
  • 阅读 ( 275 )
uslz2199
uslz2199

0 篇文章

相关推荐