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(xì)胞大,這就是新興的納米技術(shù)領(lǐng)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(xué)家兼邦戈鼓手費曼,就預(yù)言了這項技術(shù)?,F(xiàn)在,它已經(jīng)疾速發(fā)展到科學(xué)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(jié)構(gòu)的小機器,小到人的肉眼根本看不見,甚至用一般的光學(xué)顯微鏡也不一定能看得到。
納米技術(shù)的應(yīng)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(gòu)成的——基因、微芯片、藥品,甚至是污染物。
在納米技術(shù)出現(xiàn)之前,對原子和分子的整形和修復(fù)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(diào)遣它們??茖W(xué)家對其中很多分子的結(jié)構(gòu)有了較為細(xì)致的了解,他們看得出來,要想制出更好的藥物、更高產(chǎn)的農(nóng)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(dāng)時科學(xué)家的手指太粗笨,直接改動它們,做不到。
現(xiàn)在好了,科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出了相關(guān)技術(shù),可以準(zhǔn)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(jié)構(gòu)。
目前,科學(xué)家正研究如何擺弄這些微結(jié)構(gòu)。他們一直嘗試著使用非常精準(zhǔn)的光波加熱分子結(jié)構(gòu),以使其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。
在制作前面提到的那幾件“樂器”時,研究者們構(gòu)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(chǎn)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(fā)出控制電子電路的低能耗技術(shù),取代現(xiàn)在由線路實現(xiàn)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(xiàn)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