新加坡科学家用石墨烯 制备纳米发动机 能为纳米机器人提供动力

碳纤维

     石墨烯是目前已知的强度最好的材料，其特殊的机械性能对纳米发动机而言非常有用。新加坡的科学家用比头发丝还要薄6万分之一的石墨烯，造出纳米版二冲程发动机。这种纳米发动机的原理与常规二冲程发动机完全相同，有望为下一代纳米器件和纳米机器人提供动力。

      这种纳米发动机可在纳米尺度上产生机械能，是纳米器件和纳米机器人应用的关键所在。在这种纳米发动机中，那个活塞就是单层原子厚的石墨烯，而激光则起到了火花塞的作用。

      为使纳米发动机工作，研究人员在石墨烯中加入了氟化氯分子。这种分子和石墨烯中的碳原子通过碳—氟离子键结合在一起。当它们暴露在激光中时，这些离子键会打开，导致石墨烯和氟化氯分子发生膨胀，石墨烯的表面会因此形成一个水泡状的突起。其中的压力大约是1百万帕，与汽车轮胎平均的压力不相上下，正是这个压力导致了“水泡”的形成。

      当激光被关闭后，碳—氟离子键又会重新建立，压力降低，水泡消失。整个过程中“水泡”的大小与激光的功率呈正相关关系。快速开关激光，石墨烯表面的“水泡”就会像二冲程发动机中的活塞一样反复上下运动。实现这样的反复运动有赖于石墨烯独特的机械性能，特别是它超高的弹性和强度。

       该项目负责人解释称，这种发动机的结构非常简单，不需要特定的工作条件，也不会排放废气，适用面极为广泛，能满足纳米器件的各种需求。他们的实验证实，石墨烯发动机显示出了出色的可靠性，经过1万次循环后，仍然没有任何功能出现退化。此外，这种发动机也极为节能。他说：“通过与微机电系统（MEMS）纳米机电系统（NEMS）技术的结合，我们的发动机产生的机械能将很容易传送到其他设备上，未来它将有望为更多的纳米器件和纳米机器人提供动力。”
（原标题：科学家用石墨烯制成纳米二冲程发动机|离子键|发动机_凤凰科技http://tech.ifeng.com/discovery/detail_2014_05/17/36366403_0.shtml）