美用纳米管造最小收音机比头发小1万倍

发表：2007-11-07 05:42

《美国国家地理》消息，苹果iPod Nano可能会更加瘦身，因为美国加州大学伯克利分校成功研制出迄今为止世界上最小的收音机：它由单一碳纳米管构成，加上电池和耳机就能把它放在头发里收听到自己中意的广播节目。

相关研究报告刊登在10月31日的美国化学学会刊物《纳米通信》杂志上。此项新研究表示，这种"碳纳米管无线电"装置体积比人类头发要细1万倍，只有10个碳原子宽，几百纳米长。而且，同传统收音机相比，纳米收音机具有显著的特点。在纳米收音机中，碳纳米管集天线、调谐器、放大器和解调器于一身，能实现收音机的所有基本功能；而在传统标准的收音机中，各个功能由相互独立的部件来完成。

伯克利分校亚历克斯·泽托尔教授及其同事演示这种纳米管用作天线如何接收空中的电台信号。泽托尔教授称，这一成果是纳米级别电子器件发展过程中的重要一步。尽管之前有其它科学家发明出了纳米管，可功能都不全。他说，他们研制的纳米收音机比人类首批商业化的收音机要小1000亿倍。虽然目前纳米收音机还只是设定成无线电接收器，但它也可改变成无线电发射器。

此发现的关健是当纳米管接收无线电信号时会振动。在演示中，纳米收音机的碳纳米管被置于真空管中，并钩挂在硅片上。研究人员发现，广播电台的无线电信号经过后，其产生的电场将不断"推拉"纳米管，也就是说，碳纳米管随无线电信号发生共振，利用这种共振现象可以探测到无线电信号。这是因为他们在碳纳米管的自由端安装了非接触式电极，让电流通过2片邻近的铜片，其目的是改变碳纳米管的张力，以便让碳纳米管具有可变的振动频率。而且，非接触式电极除了能让碳纳米管具有可变的振动频率外，还能使碳纳米管成为无线电信号放大器。

"就像吉它弦一样，" 泽托尔说，当你弹奏时，吉它弦就会发出特定的音符，如果你拉紧或放松一下弦，就会使弹奏的音符变高或变低。此外，科学家发现此纳米管还能充当调谐器，调解无线电信号，将AM和FM无线电信号转化为声音。为让纳米管从接收AM信号转换成接收FM信号，研究人员只得缩短纳米管。缩短后的纳米管以更高的频率振动，因此可接收不同频率的无线电信号。经过这番处理，最终纳米管将信号变成电流，像现在的电源线将电流输送给你的电脑一样，因此，通过耳机或喇叭，人们便可听到播的节目内容。

在实验室中科学家将这种探测器结合到一套完整的无线电系统中，并且成功的利用它将iPod中的古典音乐无线传输到数英尺之外的扩音器上。科学家表示，加州科学家进行的研究第一次证明了纳米尺度的探测器可以用于无线电系统中。

纳米收音机将具有广泛的应用途径，可将其它无线电部件缩小到纳米尺度成为可能，这将最终带来"真正整合的纳米无线传输系统"。这类装置可以用于多种工业、商业、医学和其它用途。

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