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    科學(xué)家研制出新材料讓光動飛行成為可能

    更新:2023-09-17 12:33:01 高考升學(xué)網(wǎng)

    經(jīng)過3年的研究,南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授陳永勝和物理學(xué)院教授田建國的聯(lián)合科研團隊,獲得了一種特殊的石墨烯材料。該材料可在包括太陽光在內(nèi)的各種光源照射下驅(qū)動飛行,其獲得的驅(qū)動力是傳統(tǒng)光壓的1000倍以上。該研究成果令“光動”飛行成為可能!

      “光直接驅(qū)動飛行”是各國科學(xué)家爭相研究的難題。在以往的大量研究中,科學(xué)家試圖利用“光壓”提供動力!肮鈮骸奔瓷湓谖矬w上的光所產(chǎn)生的壓強。光子同時具有質(zhì)量與速度,具有動量的大量光子照射在物體上產(chǎn)生的光壓會使物體移動,然而,來自光壓的驅(qū)動力微乎其微,遠不能滿足航空和航天的負載要求!

      陳永勝等專家研制出的這種石墨烯材料,可以在包括太陽光在內(nèi)的各種光源照射下有效驅(qū)動飛行。研究人員介紹,實驗所用光源都較弱,如普通激光、氙燈等。也就是說,這種材料對驅(qū)動光源并無特殊要求,因此可以廣泛應(yīng)用!

      實驗發(fā)現(xiàn),光源的波長與石墨烯材料產(chǎn)生的驅(qū)動力成反比,即波長越短,材料產(chǎn)生的驅(qū)動力越大!斑@是我們了解到的,迄今為止科學(xué)界第一次用光推動一個宏觀物體并實現(xiàn)宏觀的驅(qū)動!标愑绖僬f,“通過計算,500公斤的負載,如果利用基于這種石墨烯材料制備的驅(qū)動帆板,理論上獲得的驅(qū)動力至少能使其達到0.09米每秒的加速度!薄

      除了觀察到這種光直接驅(qū)動飛行外,研究團隊經(jīng)過大量實驗,提出了一種新的驅(qū)動機理,即這種材料在光作用下,通過發(fā)射大量的電子獲得了相應(yīng)的驅(qū)動力。這種特殊的驅(qū)動是通過電子噴射獲得的,完全不同于傳統(tǒng)的化學(xué)火箭。目前,陳永勝團隊正在對這種機理進行進一步的研究和驗證!

      最新一期英國著名科普雜志《New Scientists》(《新科學(xué)家》)為該成果專門撰寫的評述文章指出,該成果“為石墨烯這種優(yōu)良材料增添了一種驚人的性能”,“石墨烯海綿可以替代太陽能帆板,用以制造光動力推進系統(tǒng)的航天器”。

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