科學家用碳納米管造出了世界上最小的電動機,它的直徑約為500納米,比頭發絲還要小300倍,能夠在電壓驅動下轉動。
納米電動機是美國加利福尼亞大學伯克利分校的科學家設計的。這所學校的亞歷克斯·蔡特勒等研究人員在24日出版的英國《自然》雜志上報告說,電動機的旋轉葉片是一片金葉,長度不到300納米,葉片安裝在一根由多層碳納米管做成的轉軸上。
多層碳納米管由多根口徑不同的空心圓管套在一起,兩端裝有二氧化硅制的電極,將它固定在一塊硅片上,碳納米管的周圍還安置了另外3個電極。在碳納米管與其中一個電極之間施加電壓,就能使它帶動金葉片轉動。如果電壓更大,碳納米管最外面一層管子就會與內層脫離,使金葉片旋轉得更靈活。恒定的電壓能使葉片保持在固定的位置,周期性的電壓則能使它以一定速度旋轉。
此前也有科學家研制出多種微小的納米電動機,但有的尺寸更大,有的需要激光或磁驅動,操作不如它靈活方便。這種納米電動機容易驅動、運動靈活,對溫度和化學條件要求寬松,甚至在真空里也能運轉,因此有著很大的應用潛力,例如以金葉片為反射鏡操縱光信號,或通過葉片的共振轉動速度來探測化學物質等。
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電動機 [motor;powe
roperated;motor-driven;electromotive] 一種旋轉式機器,它將電能轉變為機械能,它主要包括一個用以產生磁場的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個旋轉電樞或轉子,其導線中有電流通過并受磁場的作用而使轉動,這些機器中有些類型可作電動機用,也可作發電機用。電動機(Motors)是把電能轉換成機械能的設備,它是利用通電線圈在磁場中受力轉動的現象制成,分布于各個用戶處,電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機,電力系統中的電動機大部分是交流電機,可以是同步電機或者是異步電機(電機定子磁場轉速與轉子旋轉轉速不保持同步速)。電動機主要由定子與轉子組成。通電導線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線(磁場方向)方向有關。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用,使電動機轉動。
它是將電能轉變為機械能的一種機器。通常電動機的作功部分作旋轉運動,這種電動機稱為轉子電動機;也有作直線運動的,稱為直線電動機。電動機能提供的功率范圍很大,從毫瓦級到萬千瓦級。電動機的使用和控制非常方便,具有自起動 、加速、制動、反轉、掣住等能力,能滿足各種運行要求;電動機的工作效率較高,又沒有煙塵、氣味,不污染環境,噪聲也較小。由于它的一系列優點,所以在工農業生產、交通運輸、國防、商業及家用電器、醫療電器設備等各方面廣泛應用。
各種電動機中應用最廣的是交流異步電動機(又稱感應電動機 )。它使用方便 、運行可靠 、價格低廉 、結構牢固,但功率因數較低,調速也較困難。大容量低轉速的動力機常用同步電動機(見同步電機)。同步電動機不但功率因數高,而且其轉速與負載大小無關,只決定于電網頻率。工作較穩定。在要求寬范圍調速的場合多用直流電動機。但它有換向器,結構復雜,價格昂貴,維護困難,不適于惡劣環境。20世紀70年代以后,隨著電力電子技術的發展,交流電動機的調速技術漸趨成熟,設備價格日益降低,已開始得到應用 。電動機在規定工作制式(連續式、短時運行制、斷續周期運行制)下所能承擔而不至引起電機過熱的最大輸出機械功率稱為它的額定功率,使用時需注意銘牌上的規定。電動機運行時需注意使其負載的特性與電機的特性相匹配,避免出現飛車或停轉。電動機的調速方法很多,能適應不同生產機械速度變化的要求。一般電動機調速時其輸出功率會隨轉速而變化。從能量消耗的角度看,調速大致可分兩種 :① 保持輸入功率不變 。通過改變調速裝置的能量消耗,調節輸出功率以調節電動機的轉速。②控制電動機輸入功率以調節電動機的轉速。