南海
一架木琴,一把吉他,一只鼓,每樣樂器都還沒有一個紅細胞大,這就是新興的納米技術領域的研究成果。
20年前,美國幻想家德雷克斯勒和理論物理學家兼邦戈鼓手費曼,就預言了這項技術。現在,它已經疾速發展到科學家能熟練操縱原子和分子的水平了,他們用原子和分子制成了各種形狀、結構的小機器,小到人的肉眼根本看不見,甚至用一般的光學顯微鏡也不一定能看得到。
納米技術的應用具有無限的可能性。凡是對人類生活具有重要意義的東西都是由分子構成的——基因、微芯片、藥品,甚至是污染物。
在納米技術出現之前,對原子和分子的整形和修復都是間接進行的,因為我們看不到這些微乎其微的小東西,更不能有效地操縱、調遣它們。科學家對其中很多分子的結構有了較為細致的了解,他們看得出來,要想制出更好的藥物、更高產的農作物、更小的微電路,就有必要對分子作一些改變。但是,怎么說呢?打個比方吧,因為當時科學家的手指太粗笨,直接改動它們,做不到。
現在好了,科學家們已經開發出了相關技術,可以準確地直接地進行分子操作,制造出具有新型生物功能的分子結構。
目前,科學家正研究如何擺弄這些微結構。他們一直嘗試著使用非常精準的光波加熱分子結構,以使其結構發生改變。
在制作前面提到的那幾件“樂器”時,研究者們構建出幾個框架,固定了幾組不同長度的硅原子,因此它們能以不同的頻率振動,就像一個吉他的琴弦一樣。壓緊這幾根硅原子琴弦的兩端,再用一束光加熱,光產生的壓力會使琴弦振動,振動頻率依琴弦的長短而不同。
這項研究的最終目的是,開發出控制電子電路的低能耗技術,取代現在由線路實現的電路控制。以納米尺度衡量,線控電路比納米吉他大得多。這種裝置有可能會替代現在手機里使用的石英晶體振蕩器,功能完全相同,但能耗卻低得多。
如果拿這幾樣微型樂器來演奏音樂,都會有一個小缺陷。因為它們實在是太小了,肉眼根本看不見,15 000個納米樂器加起來才不過1厘米長。所以,它們所奏出的“音樂”的音高太高,裸耳根本聽不到。要知道,它們的音域要比普通吉他的音域高出17 000個八度音階呢!
編輯/申冬梅