最小的白熾燈絲─奈米碳管
- 上線日期：2009/5/27 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
熱力學(thermodynamics)與量子力學(quantum mechanics)是物理中的兩個基本但又看起來不太相容的理論，美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)的物理學家為了要探索這二種理論的分界，利用只有100個原子寬的單根碳奈米管(carbon nanotube)做為燈絲，製造出全世界最小的白熾燈。
熱動力學是19世紀物理學最耀眼的成就，它探討的是粒子數眾多的系統，而誕生於20世紀的量子力學，則在粒子數屈指可數的情況下最管用。這兩個理論對於物理學家普朗克(Max Planck)在1900年導出黑體輻射定律(blackbody radiation law)都有貢獻。最近，UCLA的團隊在Chris Regan領導下，利用微型白熾燈來研究黑體輻射定律。
UCLA的奈米白熾燈未點亮時，以裸眼完全看不見燈絲，點亮後則呈一微小光點。該團隊使用具有原子解析度的電子顯微鏡，觀察燈絲的結構。奈米管燈絲含有不到2千萬個原子，數量上已大到足適用熱動力學的統計假設，但碳管本身又小到能從量子力學角度當作單一分子系統來考慮。
Regan表示，他們認為這是一個非常值得探索的系統，因為研究主題(黑體輻射)與系統尺寸(奈米)都位在熱力學與量子力學這兩個理論的邊界上。奈米碳管由於尺寸小又具有非凡的溫度穩定性，因此是理想的燈絲材料。
奈米碳管是在1991年由日本的飯島澄男(Iijima Sumio)所發現，不過在燈泡中使用碳並非新點子，愛迪生當年的燈泡就是採用碳燈絲。UCLA研究團隊的燈泡除了燈絲比愛迪生使用的窄10萬倍及短1萬倍外，其餘部份都愛迪生的燈泡十分類似。詳見5月份的Physical Review Letters線上版。
原始網站: http://www.physorg.com/news160845710.html
譯者:劉怡萱(逢甲大學光電學系)
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