3/24/2004,硅谷動(dòng)力：朗訊科技貝爾實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家最近發(fā)明了一種全新的液體控制技術(shù)。新技術(shù)可以通過將電荷作用于經(jīng)特殊處理的、形狀類似草葉的硅表面控制液體的流動(dòng)，其潛在應(yīng)用領(lǐng)域包括用于大型計(jì)算機(jī)的集成電路冷卻、用于光通信的新型光子器件以及體積小巧、價(jià)格低廉的芯片上的實(shí)驗(yàn)室(lab-on-a-chip)傳感器模塊等。新技術(shù)源于貝爾實(shí)驗(yàn)室在納米技術(shù)領(lǐng)域的研究，詳細(xì)資料將發(fā)表在2004年5月11日一期的美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊《Langmuir》上。

 
　　貝爾實(shí)驗(yàn)室納米技術(shù)副總裁兼新澤西納米技術(shù)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)David Bishop表示：“某些時(shí)候，一個(gè)領(lǐng)域的突破性研究可以在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。以這項(xiàng)研究為例，由此產(chǎn)生的技術(shù)可以應(yīng)用在從光網(wǎng)絡(luò)和高級(jí)微型電池到自動(dòng)清洗擋風(fēng)玻璃和阻力更小的船身設(shè)計(jì)等廣泛領(lǐng)域。”

　　使這一切成為可能的就是貝爾實(shí)驗(yàn)室突破性的硅表面處理技術(shù)。該技術(shù)能夠?qū)⒐璞砻嫣幚沓深愃朴谡�齊切割過的草坪，其中每根“草葉”僅為納米級(jí)大小(一納米為十億分之一米，比人類頭發(fā)直徑小約十萬倍)�！凹{米草”技術(shù)允許水滴與表面以一種新方式相互作用，從而使精確控制效果成為可能。日常生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，液體往往會(huì)潤(rùn)濕表面并粘附其上：雨水能粘附在汽車擋風(fēng)玻璃上；水溢出時(shí)會(huì)濺得滿地都是。納米草葉片體積極小，可以使液滴立于其上，且極易清除。

　　據(jù)領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)研究的貝爾實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家Tom Krupenkin介紹：“這項(xiàng)技術(shù)從物理上減少了液體接觸的表面積，從而將液體與底層之間的相互作用降低了數(shù)百倍�！盞rupenkin及其研究小組為納米草包裹了一層不粘且防水的材料，當(dāng)水滴接觸表面時(shí)可以輕而易舉地將其清除并保持表面干燥。研究小組還通過為水滴加電調(diào)整水滴的行為，使其按指示浸入并潤(rùn)濕表面。對(duì)溫度的變化，水滴也可以做出反應(yīng)，預(yù)示著該技術(shù)在冷卻應(yīng)用方面也將大有作為。Krupenkin表示：“該原理可用于冷卻電腦芯片。您可以將水滴輸送至芯片上的發(fā)熱點(diǎn)，浸入并吸收熱量，然后再繼續(xù)，因而避免了使用冷卻劑或冷卻整個(gè)芯片所帶了的高成本和低效率�！�

　　這項(xiàng)技術(shù)的另一個(gè)應(yīng)用可能在光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。例如，將水滴移動(dòng)到納米草表面能夠改變光信號(hào)傳輸介質(zhì)的物理性質(zhì)，并產(chǎn)生更佳的光交換方式。Krupenkin認(rèn)為，通過將液體移入或移出納米草區(qū)域，還可以制造濾光器等新型光學(xué)器件。

　　貝爾實(shí)驗(yàn)室和新澤西納米技術(shù)協(xié)會(huì)也在探索運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)制造強(qiáng)大的下一代微型蓄電池。傳統(tǒng)電池即使在不用時(shí)也會(huì)存在某種程度的電化學(xué)反應(yīng)，從而使電池不斷損耗。通過使用貝爾實(shí)驗(yàn)室技術(shù)隔離電解液，使其僅在需要電力時(shí)才進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，以此原理制造的基于納米草的微電池將是長(zhǎng)時(shí)間、高容量電池應(yīng)用的理想之選，特別是那些電力需求呈間歇性的場(chǎng)合。這方面的例子有室外傳感器，它們只有在探測(cè)到東西和通過傳輸無線信號(hào)發(fā)送信息時(shí)才需要大量電力。

　　納米草的另一潛在應(yīng)用就是“芯片上的實(shí)驗(yàn)室”。Krupenkin表示：“您可以設(shè)想一種使用數(shù)千種不同試劑的芯片上的實(shí)驗(yàn)室，其中每個(gè)試劑沉淀在納米草底部，從而為組合化學(xué)、基因分析等提供了全新設(shè)備。納米草其他可能的應(yīng)用領(lǐng)域包括魚雷、自動(dòng)清洗擋風(fēng)玻璃以及船舶設(shè)計(jì)等，此時(shí)其防水性至關(guān)重要。”

　　其他參與研究的跨學(xué)科小組成員包括貝爾實(shí)驗(yàn)室的Ashley Taylor、貝爾實(shí)驗(yàn)室實(shí)習(xí)生Tobias Schnieder以及賓夕法尼亞大學(xué)的Shu Yang教授。

 
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