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。
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
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- 分类：科学
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