论文部分内容阅读
还记得《小哥白尼·趣味科学》2017年1期,那篇《纳米车大赛GO》吗?2017年4月28日的星期五,在法国图卢兹,这场大赛如期而至!来自法国、瑞士、德国、奥地利、美国、日本的6辆赛车各就各位,直到11点整钟声敲响,格子旗在裁判的号令下挥舞起来,终于……啥事也没发生?
的确,你什么也看不见!因为我们没有坐在旗帜鲜明的F1赛场旁,而是一个布满电脑的房间内——各队赛手分别坐在电脑屏幕前,随起跑令响起的只有熟悉的鼠标点击声……6款赛车有的滑行有的爬,有的游走有的飘,一举一动,尽在扫描隧道显微镜下精彩纷呈。
赛程直击:几家欢喜几家愁
这是一场无声的大赛:只见不足指甲盖大的金属赛道上,德国队Windmill风驰电掣,大有一骑绝尘的势头……画面拉大,平静如常的实验室里,盯着显微镜的德国队车手忽然惊叫——“怎么解体了!是我开太快吗?”
犹如F1赛场的极速换轮,德国队迅速换车上阵,但似乎“构造”不太稳定,车子接二连三地四分五裂!
“哈哈,真是烂泥扶不上墙……哎呀!”法国队车手正在窃笑,忽然发现显微镜里,本队的Green Buggy赛车消失不见?!他瞪大眼睛,仔细扫遍整个赛场,愣是寻不见一丝踪影——画面收缩,只见赛车不知何时断成两截,一截儿黏在驱动赛车用的探针针尖上,另一截儿干脆被电流蒸发掉了……
“噗——”德国队车手忍住没笑,因为他另一侧的日本队更加值得同情:先是控制显微镜的软件,在比赛一开始就频出状况,接着为了挽回浪费的时间,车手“开车”时心太急、凑太近、太用力……硬是把探针针尖给挤坏了!得嘞,清洗赛道,收拾针尖残渣,令日本队的冠军梦彻底幻灭!
“嗖——嗖——”奥地利-美国联队的Dipolar Racer左冲右突,时而避开巨大的探针残骸,时而闪过停滞不前的竞争对手,如入无人之境!最终以36小时内行驶1000纳米(1纳米=十亿分之一米)的优异成绩,开创了最远行驶记录,眼看要压过终点线了……“阿嚏!”Dipolar Racer忽然被一阵龙卷风抛出赛场——原来是本队赛手鼻子发痒,一个喷嚏把它给带跑了!
不管怎样,奥地利-美国联队力拔头筹!而美国队则以同样的时间行驶了43纳米……也算小有成绩!瑞士队的Swiss Nano Dragster则在6个半小时内行驶了133纳米,潜力非凡。
水深火热:纳米赛车制造厂
纳米汽车的制造要花好几个月!因为它们是由多个分子经过特定的化学反应组合而成的,有的反应甚至非常复杂——比如“越野车”般霸气的美国队赛车,要把4個冠状分子“车轮”,固定在长条分子“底盘”上,需要12个步骤之多!
出厂前,所有纳米汽车还要经历“水深火热”——它们不是一辆辆造出来的,而是由纳米分子同时合成出几百万辆,然后“稀释”在特定的溶剂里,再放入烘箱内“烘”成粉末,再从粉末中提取珍贵的分子汽车……别急,对这些小到镊子都夹不起来的东西,还得进行加热,让固态粉末转化为气态,变成会“飞”的汽车——它们随即被吸往赛道,像雨滴一般坠落到赛场上!
别管成王败寇,6种分子赛车的移动方式、绝招和弱点,为科学家提供了宝贵的数据,也为未来设计更坚固、更易操作的“分子机器”,上了生动的一课。
的确,你什么也看不见!因为我们没有坐在旗帜鲜明的F1赛场旁,而是一个布满电脑的房间内——各队赛手分别坐在电脑屏幕前,随起跑令响起的只有熟悉的鼠标点击声……6款赛车有的滑行有的爬,有的游走有的飘,一举一动,尽在扫描隧道显微镜下精彩纷呈。
赛程直击:几家欢喜几家愁
这是一场无声的大赛:只见不足指甲盖大的金属赛道上,德国队Windmill风驰电掣,大有一骑绝尘的势头……画面拉大,平静如常的实验室里,盯着显微镜的德国队车手忽然惊叫——“怎么解体了!是我开太快吗?”
犹如F1赛场的极速换轮,德国队迅速换车上阵,但似乎“构造”不太稳定,车子接二连三地四分五裂!
“哈哈,真是烂泥扶不上墙……哎呀!”法国队车手正在窃笑,忽然发现显微镜里,本队的Green Buggy赛车消失不见?!他瞪大眼睛,仔细扫遍整个赛场,愣是寻不见一丝踪影——画面收缩,只见赛车不知何时断成两截,一截儿黏在驱动赛车用的探针针尖上,另一截儿干脆被电流蒸发掉了……
“噗——”德国队车手忍住没笑,因为他另一侧的日本队更加值得同情:先是控制显微镜的软件,在比赛一开始就频出状况,接着为了挽回浪费的时间,车手“开车”时心太急、凑太近、太用力……硬是把探针针尖给挤坏了!得嘞,清洗赛道,收拾针尖残渣,令日本队的冠军梦彻底幻灭!
“嗖——嗖——”奥地利-美国联队的Dipolar Racer左冲右突,时而避开巨大的探针残骸,时而闪过停滞不前的竞争对手,如入无人之境!最终以36小时内行驶1000纳米(1纳米=十亿分之一米)的优异成绩,开创了最远行驶记录,眼看要压过终点线了……“阿嚏!”Dipolar Racer忽然被一阵龙卷风抛出赛场——原来是本队赛手鼻子发痒,一个喷嚏把它给带跑了!
不管怎样,奥地利-美国联队力拔头筹!而美国队则以同样的时间行驶了43纳米……也算小有成绩!瑞士队的Swiss Nano Dragster则在6个半小时内行驶了133纳米,潜力非凡。
水深火热:纳米赛车制造厂
纳米汽车的制造要花好几个月!因为它们是由多个分子经过特定的化学反应组合而成的,有的反应甚至非常复杂——比如“越野车”般霸气的美国队赛车,要把4個冠状分子“车轮”,固定在长条分子“底盘”上,需要12个步骤之多!
出厂前,所有纳米汽车还要经历“水深火热”——它们不是一辆辆造出来的,而是由纳米分子同时合成出几百万辆,然后“稀释”在特定的溶剂里,再放入烘箱内“烘”成粉末,再从粉末中提取珍贵的分子汽车……别急,对这些小到镊子都夹不起来的东西,还得进行加热,让固态粉末转化为气态,变成会“飞”的汽车——它们随即被吸往赛道,像雨滴一般坠落到赛场上!
别管成王败寇,6种分子赛车的移动方式、绝招和弱点,为科学家提供了宝贵的数据,也为未来设计更坚固、更易操作的“分子机器”,上了生动的一课。