科學(xué)家早就發(fā)現(xiàn),當(dāng)物體小到單個(gè)原子級(jí)別的時(shí)候就不再具有溫度,也就是說,溫度的概念對(duì)于微小物體而言是不存在的。但是,英國(guó)薩里大學(xué)的研究人員2004年8月下旬公布的最新發(fā)現(xiàn)稱,即使是較大一些的物體(如碳納米管),其溫度同樣難以測(cè)量。
在日常生活中,熱能會(huì)由高處向低處傳遞,形成熱量平衡,這就是為什么我們手中的玻璃杯握一會(huì)兒就會(huì)變熱,F(xiàn)實(shí)世界縮小到原子世界時(shí),溫度的概念就會(huì)失效,這是由于原子的波動(dòng)性使得熱能無法傳遞達(dá)到平衡。研究人員一直試圖找到這個(gè)失效的界線,即物體究竟在小到什么程度―――幾千個(gè)原子、幾百個(gè)原子還是幾個(gè)原子時(shí),其溫度就會(huì)無法測(cè)量。
研究小組負(fù)責(zé)人奧特威·赫斯指出,現(xiàn)有的納米技術(shù)可以將材料縮小到幾千個(gè)原子的級(jí)別,由此制造出的微型電子元件中,一個(gè)高溫度的原子就可能會(huì)和一個(gè)低溫度的原子排列在一起,并且彼此之間沒有熱傳遞現(xiàn)象。如果我們?cè)趦啥藴y(cè)量一個(gè)直徑10微米的納米管,那么兩端的溫度不一定相同。而在某些特殊情況下,即使是比較大的物體也會(huì)被認(rèn)為沒有溫度。例如,長(zhǎng)度為10厘米的硅結(jié)晶的溫度只比絕對(duì)零度(約為-273.15度)高不到1攝氏度,幾乎沒有熱能。另外,材料和環(huán)境不同,溫度失效的臨界點(diǎn)也會(huì)隨之發(fā)生改變。
牛津大學(xué)的物理化學(xué)專家彼得·阿特金斯認(rèn)為,這種熱量不傳遞性會(huì)使材料表現(xiàn)出不穩(wěn)定的物理特性,這將對(duì)所有納米元件造成潛在的不良影響。
這一發(fā)現(xiàn)為納米元件的研制敲響了警鐘。在未來研究中,科學(xué)家們也許將重新考慮溫度帶來的影響。
在日常生活中,熱能會(huì)由高處向低處傳遞,形成熱量平衡,這就是為什么我們手中的玻璃杯握一會(huì)兒就會(huì)變熱,F(xiàn)實(shí)世界縮小到原子世界時(shí),溫度的概念就會(huì)失效,這是由于原子的波動(dòng)性使得熱能無法傳遞達(dá)到平衡。研究人員一直試圖找到這個(gè)失效的界線,即物體究竟在小到什么程度―――幾千個(gè)原子、幾百個(gè)原子還是幾個(gè)原子時(shí),其溫度就會(huì)無法測(cè)量。
研究小組負(fù)責(zé)人奧特威·赫斯指出,現(xiàn)有的納米技術(shù)可以將材料縮小到幾千個(gè)原子的級(jí)別,由此制造出的微型電子元件中,一個(gè)高溫度的原子就可能會(huì)和一個(gè)低溫度的原子排列在一起,并且彼此之間沒有熱傳遞現(xiàn)象。如果我們?cè)趦啥藴y(cè)量一個(gè)直徑10微米的納米管,那么兩端的溫度不一定相同。而在某些特殊情況下,即使是比較大的物體也會(huì)被認(rèn)為沒有溫度。例如,長(zhǎng)度為10厘米的硅結(jié)晶的溫度只比絕對(duì)零度(約為-273.15度)高不到1攝氏度,幾乎沒有熱能。另外,材料和環(huán)境不同,溫度失效的臨界點(diǎn)也會(huì)隨之發(fā)生改變。
牛津大學(xué)的物理化學(xué)專家彼得·阿特金斯認(rèn)為,這種熱量不傳遞性會(huì)使材料表現(xiàn)出不穩(wěn)定的物理特性,這將對(duì)所有納米元件造成潛在的不良影響。
這一發(fā)現(xiàn)為納米元件的研制敲響了警鐘。在未來研究中,科學(xué)家們也許將重新考慮溫度帶來的影響。