一、人类可以制造肌肉吗?
据国外媒体报道,澳大利亚、中国、韩国、加拿大和巴西科学家共同研制出具有革命性的超强壮人造肌肉,承重能力达到自身重量的10万倍,所能产生的力量是人类肌肉的85倍。随着这一新发明的问世,研制科幻小说中的超级机器人成为一种可能。此外,这项技术也可用于研发智能布料和百叶窗,前者可在气温下降时提高温度,后者可在阳光强烈时自行闭合。
人造肌肉采用纳米纱和固体石腊打造,承重能力达到自身重量的10万倍,所能产生的力量是人类肌肉的85倍。人造肌肉采用的纳米纱由碳纳米管构成。这种纳米材料是一种无缝中空圆柱体,所用石墨与普通铅笔芯相同。纳米管的直径只有人头发的万分之一,强度却是钢铁的100倍。
项目领导人、美国德克萨斯州大学达拉斯分校的雷-鲍弗曼表示,超强壮和超快人造肌肉拥有广泛用途,不过,短期内还不能取代人体肌肉。他说:“我们研制的人造肌肉能够大幅快速收缩,举重能力是同等尺寸的天然肌肉的200倍。人造肌肉在近期内的应用前景让我们感到兴奋,不过,这项技术还无法在短期内取代人体肌肉。我们研制的人造肌肉虽然外表简单,但性能极高,可用于制造机器人、微创手术使用的导管、微型发动机、微流路混合器、可调节光学系统、微型阀门、远程位置调节器,甚至于玩具。”
刊登在《科学》杂志上的研究论文指出,这种新型人造肌肉采用碳纳米管纱和固体石腊制造。在对充满石腊的碳纳米管纱进行加热时——无论是通过电还是闪光——石腊膨胀,提高碳纳米管纱的容积,同时长度收缩。这种人造肌肉能够快速收缩,所用时间只有千分之二十五秒。这种快速收缩的功率密度可达到4.2 kW/kg,是普通内燃机的4倍。
鲍弗曼表示这种人造肌肉能够高度扭曲卷绕,与飞行模型使用的橡胶带类似。充满石蜡的纳米纱在用电或者脉冲光加热时打开,停止加热时逐渐冷却,朝着相反的方向扭曲。在安装桨型装置情况下,平均旋转速度可达到每分钟11500圈,可旋转200多万次。鲍弗曼说:“旋转产生的扭力略高于大型电动发动机。”
新型人造肌肉可编、可缝、编成辫子和打结,可用于制造智能自驱动材料和布料。鲍弗曼指出纳米纱制造的布料能够随着温度的变化进行调节,或者在接触化学物质时提供额外保护。这种新型材料能够经受住比钢铁熔点高出1000摄氏度的高温考验,可用于生产对化学物质进行自适应的调节流量阀以及对周围环境进行自适应的百叶窗。鲍弗曼表示他们面临的下一个挑战是如何按比例放大这项技术。
二、纳米吸k管是什么东西来的~?
碳纳米管是一种奇异分子,它是使用一种特殊的化学气相方法,使碳原子形成长链来生长出的超细管子,细到5万根并排起来才有一根头发丝宽。这种又长又细的分子,人们给它取个计量单位“纳米”(百万分之一毫米)的名字,叫“纳米管”。尽管碳纳米管的理论上可长到几公里而不断,但人们已用多种方法制备的碳纳米管,最长也只有一二百微米。我国科学家另辟蹊径,创造性的制出了3毫米长的碳纳米管,把长度增加了上万倍。
碳纳米管有着不可思议的强度与韧性,重量却极轻,导电性极强,兼有金属和半导体的性能;把纳米管组合起来,比同体积的钢强度高100倍,重量却只有1/6。
三、最小的温度计是什么?
日本物质材料研究所的研究人员发明了“碳纳米温度计”,这种温度计被认定为世界上最小的温度计并被列入了吉尼斯大全。由该所研究员板东义雄等人研制的“碳纳米温度计”是用直径不到头发丝1/500的筒状碳纳米管制成。研究人员在长度约为1/1000毫米,直径仅为1/10000毫米的碳纳米管中充人呈液态的金属镓。当温度升高时,管中的液态镓就会膨胀,通过电子显微镜就能读取温度值。
这种温度计测量范围可从18°—490°。此外,用于制造碳纳米管的石墨在50°—500°之间体积随温度的变化极小。
因此,碳纳米管本身的直径和长度变化可以忽略不计,用它制成的温度计能精确到0.25°,可用于检查电子线路是否异常,测定人体毛细血管的温度等诸多方面。
四、12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为?(过程)
一个碳被三个六元环同时占有
一个六元环就是1/3*6=2个碳
12克就是1摩尔
1/2=0.5摩尔 就是0.5NA
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。它的厚度大约为0.335nm,根据制备方式的不同而存在不同的起伏,通常在垂直方向的高度大约1nm左右,水平方向宽度大约10nm到25nm,是除金刚石以外所有碳晶体(零维富勒烯,一维碳纳米管,三维体向石墨)的基本结构单元。
主要分类
单层石墨烯
单层石墨烯(Graphene):指由一层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。
双层石墨烯
双层石墨烯(Bilayer or double-layer graphene):指由两层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括AB堆垛,AA堆垛,AA‘堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。
少层石墨烯
少层石墨烯(Few-layer):指由3-10层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。
多层或厚层石墨烯
多层或厚层石墨烯(multi-layer graphene):指厚度在10层以上10nm以下苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC堆垛,ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。