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未来材料--碳纳米管

http://www.sina.com.cn 1999年3月4日 13:04 美国《发现》月刊

    碳纳米管自1991年被发现以来,就一直被誉为未来的
材料:碳纳米管有点像轻质镀锌六角形网眼铁丝网卷筒。
碳纳米管在强度上大约比钢大100倍, 其传热性能优于所
有已知的其它材料。尽管用细如发丝的纳米管电缆建造悬
索桥可能是几十年以后的事,但是这种奇异分子的一个全
新应用领域----电子领域----也许就近在咫尺。

    当一个碳原子与相邻的碳原子结合形成石墨时,这些
原子中的某些电子就会变成非束缚态粒子,它们可以自由
流动,使石墨具有导电性能。因为碳纳米管就是石墨管,
所以它们也能导电就不足为奇了。

    但是佐治亚理工学院的瓦尔特- 德黑尔及其同事们在
去年7月发现, 纳米管具有普通电缆无法企及的性能:它
在常温下导电时几乎不产生任何电阻。

    尽管纳米管不是超导体(与纳米管中的电流不同, 超
导体中的电流即使在切断电源以后也继续流动), 但是由
于它们具有极为规则的分子结构,所以电子在与杂散原子
发生碰撞时也能自由地流动,而不会损失能量。不产生电
阻的纳米管导线可以极大地减少电子部件的体积。

    其他研究小组发现,纳米管还具有其他同样令人惊讶
的性能。哈佛大学和荷兰德尔夫特工学院的研究小组去年
1月证明, 单层碳纳米管在导电性能上不是像金属就是像
半导体,这取决于碳原子在纳米管中的排列情况。

    到去年5月,德尔夫特工学院研究小组的塞斯-德克尔
成功地组装了世界上第一台纳米管晶体管,其体积不到普
通半导体晶体管的1/10。

    物理学家们已经在谈论把纳米管连接起来生产碳基分
子电子装置,用以取代目前人们普遍采用的硅基计算机芯
片。

    德克尔说:“一个新的电子时代在等待着我们。”