這種現(xiàn)象,研究者將其描述為熱電波(thermopower wave),“開辟了能源研究的一個(gè)新領(lǐng)域,一個(gè)很少涉及的領(lǐng)域,”MIT的查爾斯與希爾達(dá)·洛蒂化學(xué)工程副教授(Charles and Hilda Roddey Associate Professor of Chemical Engineering)邁克爾·斯特拉諾(MichaelStrano)說,他也是發(fā)表在3月7日《自然材料》(Nature Materials)雜志上、描述這一新發(fā)現(xiàn)的論文的通訊作者。第一作者是蔡元俊(Wonjoon Choi),一名機(jī)械工程(mechanicalengineering)專業(yè)的博士生。
就像聚集在一起的浮游物在海面上隨著波浪起伏而移動(dòng)一樣,這種現(xiàn)象產(chǎn)生了一種熱波(thermal wave)——一種移動(dòng)的熱脈沖(pulse of heat)——沿著一個(gè)能驅(qū)使電子(electron)向前運(yùn)動(dòng)的微小細(xì)管移動(dòng),最終產(chǎn)生電流(electrical current)。
在最新的實(shí)驗(yàn)中,這些既導(dǎo)電又導(dǎo)熱的納米管中的每一根都涂上了一層反應(yīng)燃料(reactivefuel),這種反應(yīng)燃料能夠通過分解產(chǎn)生熱量。然后,這些燃料被激光束(laser beam)或者高壓火花(high-voltage spark)從納米管的一端點(diǎn)燃,同時(shí)產(chǎn)生一種快速移動(dòng)的熱波沿著碳納米管移動(dòng),就像火焰沿著點(diǎn)燃的導(dǎo)火索快速移動(dòng)一樣。隨后,燃料分解產(chǎn)生的熱量進(jìn)入納米管,而熱量在納米管中傳遞的速度比在燃料自身傳遞的速度快幾千倍。隨著納米管里的熱量反饋到燃料涂層上,一種沿著納米管移動(dòng)的熱波就產(chǎn)生了。當(dāng)溫度達(dá)到3000開爾文(Kelvin,熱力熱溫度,等于攝氏溫度加273),這個(gè)熱量環(huán)(ring of heat)沿著納米管移動(dòng)的速度將比這類化學(xué)反應(yīng)(chemicalreaction)的正常傳遞速度快10000倍。燃燒產(chǎn)生的熱量,向外傳遞,同時(shí)也促使電子沿著納米管移動(dòng),最后產(chǎn)生大量的電流。