美用納米管造最小收音機比頭髮小1萬倍

2007-11-07 05:42 《美國國家地理》消息，蘋果iPod Nano可能會更加瘦身，因為美國加州大學伯克利分校成功研製出迄今為止世界上最小的收音機：它由單一碳納米管構成，加上電池和耳機就能把它放在頭髮裡收聽到自己中意的廣播節目。

相關研究報告刊登在10月31日的美國化學學會刊物《納米通信》雜誌上。此項新研究表示，這種"碳納米管無線電"裝置體積比人類頭髮要細1萬倍，只有10個碳原子寬，幾百納米長。而且，同傳統收音機相比，納米收音機具有顯著的特點。在納米收音機中，碳納米管集天線、調諧器、放大器和解調器於一身，能實現收音機的所有基本功能；而在傳統標準的收音機中，各個功能由相互獨立的部件來完成。

伯克利分校亞歷克斯·澤托爾教授及其同事演示這種納米管用作天線如何接收空中的電臺信號。澤托爾教授稱，這一成果是納米級別電子器件發展過程中的重要一步。儘管之前有其它科學家發明出了納米管，可功能都不全。他說，他們研製的納米收音機比人類首批商業化的收音機要小1000億倍。雖然目前納米收音機還只是設定成無線電接收器，但它也可改變成無線電發射器。

此發現的關健是當納米管接收無線電信號時會振動。在演示中，納米收音機的碳納米管被置於真空管中，並鉤掛在矽片上。研究人員發現，廣播電臺的無線電信號經過後，其產生的電場將不斷"推拉"納米管，也就是說，碳納米管隨無線電信號發生共振，利用這種共振現象可以探測到無線電信號。這是因為他們在碳納米管的自由端安裝了非接觸式電極，讓電流通過2片鄰近的銅片，其目的是改變碳納米管的張力，以便讓碳納米管具有可變的振動頻率。而且，非接觸式電極除了能讓碳納米管具有可變的振動頻率外，還能使碳納米管成為無線電信號放大器。

"就像吉它弦一樣，" 澤托爾說，當你彈奏時，吉它弦就會發出特定的音符，如果你拉緊或放鬆一下弦，就會使彈奏的音符變高或變低。此外，科學家發現此納米管還能充當調諧器，調解無線電信號，將AM和FM無線電信號轉化為聲音。為讓納米管從接收AM信號轉換成接收FM信號，研究人員只得縮短納米管。縮短後的納米管以更高的頻率振動，因此可接收不同頻率的無線電信號。經過這番處理，最終納米管將信號變成電流，像現在的電源線將電流輸送給你的電腦一樣，因此，通過耳機或喇叭，人們便可聽到播的節目內容。

在實驗室中科學家將這種探測器結合到一套完整的無線電系統中，並且成功的利用它將iPod中的古典音樂無線傳輸到數英尺之外的擴音器上。科學家表示，加州科學家進行的研究第一次證明了納米尺度的探測器可以用於無線電系統中。

納米收音機將具有廣泛的應用途徑，可將其它無線電部件縮小到納米尺度成為可能，這將最終帶來"真正整合的納米無線傳輸系統"。這類裝置可以用於多種工業、商業、醫學和其它用途。