中国研获材料靠光驱动可飞行 系首次用光推动物体

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 23:08:47
新华网6月19日消息,南开大学化学学院陈永胜教授和物理学院田建国教授领导的科研团队经过3年的研究,获得了一种特殊的石墨烯材料,这种材料可在包括太阳光在内的各种光源照射下驱动飞行,其获得的驱动力是传统光压的1000倍以上,“光动”飞行或将成为可能。

在以往的大量研究中,科学家试图利用“光压”获得动力。“光压”是射在物体上的光所产生的压强。然而,来自光压的驱动力微乎其微,远不能满足航空和航天的负载要求。陈永胜教授等专家研制出的这种石墨烯材料,可以在包括太阳光在内的各种光源照射下有效驱动飞行。

记者在位于南开大学的功能高分子材料教育部重点实验室看到,研究人员将一个重为4毫克的形似“海绵”的圆饼状三维石墨烯材料放置到真空管中。在不同光源的“推动”下,“海绵”瞬间发生了水平或竖直方向的位移,最大移动距离可达40厘米。

陈永胜说,这一性质是由于石墨烯本身的电子性质以及这一材料特殊的宏观形貌结构综合形成的。宏观上这一材料可以看做是由无数个相互电子独立的石墨烯片构成通过化学交联构成,因此总体来说,无数个石墨烯发射电子产生的微小动力的和就可观测到光驱动性能,这完全不同于传统的化学火箭。

研究人员介绍,实验所用光源都较弱,如普通激光、氙灯等,室外实验发现太阳光同样可以驱动这种石墨烯材料移动,也就是说对驱动光源的并无特殊要求,因此可以广泛应用。

“这是我们了解到的,迄今为止科学界第一次用光推动一个宏观物体并实现宏观的驱动。”陈永胜教授说,通过定量测量,这种石墨烯材料在光照条件下产生的力是传统光压的千倍以上。“通过计算,500公斤的负载,如果利用基于这种石墨烯材料制备的驱动帆板,理论上获得的驱动力至少能使其达到0.09米每秒的加速度。”

空间飞行器是人类探索宇宙的重要工具,而动力源问题一直羁绊着人类无法走得更远。目前几乎所有的航空、航天飞行均采用化学驱动,即通过喷射燃烧的化学物质来获得驱动力,光直接驱动飞行是科学界和航空界多年的梦想。(新华网)新华网6月19日消息,南开大学化学学院陈永胜教授和物理学院田建国教授领导的科研团队经过3年的研究,获得了一种特殊的石墨烯材料,这种材料可在包括太阳光在内的各种光源照射下驱动飞行,其获得的驱动力是传统光压的1000倍以上,“光动”飞行或将成为可能。

在以往的大量研究中,科学家试图利用“光压”获得动力。“光压”是射在物体上的光所产生的压强。然而,来自光压的驱动力微乎其微,远不能满足航空和航天的负载要求。陈永胜教授等专家研制出的这种石墨烯材料,可以在包括太阳光在内的各种光源照射下有效驱动飞行。

记者在位于南开大学的功能高分子材料教育部重点实验室看到,研究人员将一个重为4毫克的形似“海绵”的圆饼状三维石墨烯材料放置到真空管中。在不同光源的“推动”下,“海绵”瞬间发生了水平或竖直方向的位移,最大移动距离可达40厘米。

陈永胜说,这一性质是由于石墨烯本身的电子性质以及这一材料特殊的宏观形貌结构综合形成的。宏观上这一材料可以看做是由无数个相互电子独立的石墨烯片构成通过化学交联构成,因此总体来说,无数个石墨烯发射电子产生的微小动力的和就可观测到光驱动性能,这完全不同于传统的化学火箭。

研究人员介绍,实验所用光源都较弱,如普通激光、氙灯等,室外实验发现太阳光同样可以驱动这种石墨烯材料移动,也就是说对驱动光源的并无特殊要求,因此可以广泛应用。

“这是我们了解到的,迄今为止科学界第一次用光推动一个宏观物体并实现宏观的驱动。”陈永胜教授说,通过定量测量,这种石墨烯材料在光照条件下产生的力是传统光压的千倍以上。“通过计算,500公斤的负载,如果利用基于这种石墨烯材料制备的驱动帆板,理论上获得的驱动力至少能使其达到0.09米每秒的加速度。”

空间飞行器是人类探索宇宙的重要工具,而动力源问题一直羁绊着人类无法走得更远。目前几乎所有的航空、航天飞行均采用化学驱动,即通过喷射燃烧的化学物质来获得驱动力,光直接驱动飞行是科学界和航空界多年的梦想。(新华网)
最好能加个链接
这是什么科技啊。。。产生那么大力总有工质吧?在太空能用么??
看文章的意思工质是电子?不过有个问题啊,电子发射出去就跑了,这个玩意能持续提供推力吗?
必须加链接,如成事,太空制动有望了
这个只好打假了。他怎么做的实验我不知道,所以说不上什么。可是在太阳系内部,依靠阳光照射,一定面积的黑体可以获得动量如果是P,同样面积镜面获得得动量是2P。他这个1000倍,如果说的是P或者2P的1000倍,那么毫无疑问是假的。没办法,违反动量守恒定律。
锻铁 发表于 2015-6-20 11:46
这个只好打假了。他怎么做的实验我不知道,所以说不上什么。可是在太阳系内部,依靠阳光照射,一定面积的黑 ...
他可能是光激发电子反冲,并不是反冲光子
坐等应用,,,,
这个只好打假了。他怎么做的实验我不知道,所以说不上什么。可是在太阳系内部,依靠阳光照射,一定面积的黑 ...
这玩意儿更像太阳能电池吧←_←
看文章的意思工质是电子?不过有个问题啊,电子发射出去就跑了,这个玩意能持续提供推力吗?
不能永远持续下去的,但应该可以持续一定时间。如果取加速度0.09米每二次方秒,24小时就能取得7776米每秒的速度增量,比纯太阳帆效率大多了。只是不知道能持续多久。另外,即便所有的电子都失去,这个物体所带的也是极高电势的静电。静电对电子设备的影响我不知道,但对人体影响相比穿过人体的电流要小的多。带上几万伏的静电,人也没事,可十几伏的电流就可能要人的命。我们平常说的触电是指电流通过人体,人体是整个回路的一部分。
打假的民科可以去给自然杂志写信举报啊
http://www.nature.com/nphoton/jo ... hoton.2015.105.html
黑火药 发表于 2015-6-20 13:12
不能永远持续下去的,但应该可以持续一定时间。如果取加速度0.09米每二次方秒,24小时就能取得7776米每秒 ...
这个加速度是纯帆体加速度,如果飞船或者探测器质量取帆体质量的10倍,加速度就仅剩0.009米每二次方秒,一天才700多米……
然而问题是……碳只有四个电子……这就是说加速不会持续多久,而且不定向的电子功率浪费也比较大……还不如搞石墨烯太阳能电池板驱动电磁帆或者驱动电推进器,说不定效率更高。
iewgnem 发表于 2015-6-20 13:26
打假的民科可以去给自然杂志写信举报啊
http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphot ...
这个不需要我们写信,我认为下期就会有读者来信提出气体反冲论。
黑火药 发表于 2015-6-20 13:12
不能永远持续下去的,但应该可以持续一定时间。如果取加速度0.09米每二次方秒,24小时就能取得7776米每秒 ...
发射出去的电子还会被静电吸回来。所以扯宇航应用之类就是瞎扯。
锻铁 发表于 2015-6-20 14:02
这个不需要我们写信,我认为下期就会有读者来信提出气体反冲论。
呵呵,以为你这点民科能想到的搞真科研会人想不到?

自己翻译
http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1505/1505.04254.pdf
Firstly, for all the graphene sponge samples after repeated testing, no noticeable ablation or combustion trace was observed and there was no evidence for weight reduction (detailed in SI). Secondly, no
detectable carbon clusters or other small molecular pieces/particles from the graphene sponge under our Watt level continuous wave laser illumination was observed using even high resolution mass spectrometers in the mass/charge range of 12-4000 (Supplementary Figs 11 and 12). Lastly, it should be noted that graphene or graphite can withstand high temperature without decomposing 22and the fabrication of our material involves annealing at 800 ºC in the last step. Based on these observations, we believe that the direct laser ablation is unlikely to provide the main driving force in our experiments



锻铁 发表于 2015-6-20 14:02
这个不需要我们写信,我认为下期就会有读者来信提出气体反冲论。
你们?你们民科么?呵呵
人家早就专门实验然后否定你的所谓气体反冲论了,论文第9页写的很清楚,不要以为自然杂志读者会像民科一样不看文章就胡言乱语
锻铁 发表于 2015-6-20 14:03
发射出去的电子还会被静电吸回来。所以扯宇航应用之类就是瞎扯。

民科就是民科啊,电子脱离的前提就是能量足摆脱托电场吸引,静电能把脱离的电子吸回来电子就根本不会脱离
iewgnem 发表于 2015-6-20 15:15
民科就是民科啊,电子脱离的前提就是能量足摆脱托电场吸引,静电能把脱离的电子吸回来电子就根本不会脱 ...
等静电电压足够高时,就可以吸回来
梦想照进现实!
OwO 发表于 2015-6-20 15:59
等静电电压足够高时,就可以吸回来
足够高时就不会有电子脱离,相当于燃料用完


转载畅谈版franklin2005网友给的网页和视频:


碳世纪出品-石墨烯光推动现象
http://v.youku.com/v_show/id_XMTI1ODA5NjAyMA==.html

石墨烯应用的重大发现——可作为太空动力来源
http://tech.china.com/hardware/d ... 50611/19826390.html

@franklin2005

谁知道那个黄豆大小的石墨烯有多重啊?

转载畅谈版franklin2005网友给的网页和视频:


碳世纪出品-石墨烯光推动现象
http://v.youku.com/v_show/id_XMTI1ODA5NjAyMA==.html

石墨烯应用的重大发现——可作为太空动力来源
http://tech.china.com/hardware/d ... 50611/19826390.html

@franklin2005

谁知道那个黄豆大小的石墨烯有多重啊?
http://tv.siteapp.cntv.cn/?l=3&ref=www_iphone&order=7&dict=22&tj=www_normal_7_0_10_title&cltj=cloud_title&src=http%3A%2F%2Ftv.cntv.cn%2Fvideo%2FC10616%2F11d7eb9237224a0ea0670a71c865e92e央视十三台的报道
新的太阳帆材料,这才是到达火星的正确方式
44339wtz 发表于 2015-6-20 09:42
看文章的意思工质是电子?不过有个问题啊,电子发射出去就跑了,这个玩意能持续提供推力吗?
我也有这个疑问
这种实验,就一点都不考虑激光的热效应?再说,那个气体引起的问题,貌似第9页也不足以反驳
如果是电子作为工质其实在太阳系较里面这圈还真不用考虑多少电子用完的事情,太阳风就带大量的电子/带电粒子,正负都有,而吸收或排斥带来的加速度方向和光压是一致的。


22楼央视十三台的报道主要内容我转述一下:
光可以对石墨烯产生推动效果是三年多以前陈永胜教授团队在切割石墨烯时的一个以外发现。抓住这一发现化学学科的陈永胜团队和光学学科的田建国团队合作研发出了这种三维石墨烯材料。
根据现在的实验结果,基于太阳能的卫星,大概50平方米的太阳板受光,如果按我们标准卫星大概500公斤算,它的加速度可以达到每秒0.09米。
同时也指出这个原理还不确定,陈永胜教授倾向于认为三维石墨烯受光后产生了电子流,产生了类似反推的作用。

22楼央视十三台的报道主要内容我转述一下:
光可以对石墨烯产生推动效果是三年多以前陈永胜教授团队在切割石墨烯时的一个以外发现。抓住这一发现化学学科的陈永胜团队和光学学科的田建国团队合作研发出了这种三维石墨烯材料。
根据现在的实验结果,基于太阳能的卫星,大概50平方米的太阳板受光,如果按我们标准卫星大概500公斤算,它的加速度可以达到每秒0.09米。
同时也指出这个原理还不确定,陈永胜教授倾向于认为三维石墨烯受光后产生了电子流,产生了类似反推的作用。
我还是想不明白,电子跑出来了,板就带了正电,电子是负,为啥电子却反过来往光的反方向跑?
我还是想不明白,电子跑出来了,板就带了正电,电子是负,为啥电子却反过来往光的反方向跑?
光电效应导致反冲的解释确实相当站不住脚
光电效应导致反冲的解释确实相当站不住脚
就是,最多是一块电子云象打乒乓球一样来回飘,最后动能还是零
足够高时就不会有电子脱离,相当于燃料用完
真空程度不够的话可能电离气体产生正离子发射,相当于电火箭。
这个东西从原理来说,如果是反冲力就是太小了,如果类似光电效应则有一个静电积累问题。


最近没来超大,今天看了新闻联播专门来的。

这个发现牛B大发了,直接开启了人类宇航的帆船时代。。当然,“无工质微波+裂变堆(甚至聚变堆)”的话应该是人类宇航的蒸汽时代,但是这个还太遥远,所以近期,这个南开的陈永胜和田建国两教授的发现是人类行星际宇航的最现实最可行的动力,,哈哈,,帆船时代来了,小伙伴们准备好了吗?

另外,这个发现也不知道是属于哪一科的?但是,不管物理还是化学,它在应用上的重要意义绝对是诺奖级的科学发现。如果它产生力的原理也是新规律的话,意义就更大了。

最近没来超大,今天看了新闻联播专门来的。

这个发现牛B大发了,直接开启了人类宇航的帆船时代。。当然,“无工质微波+裂变堆(甚至聚变堆)”的话应该是人类宇航的蒸汽时代,但是这个还太遥远,所以近期,这个南开的陈永胜和田建国两教授的发现是人类行星际宇航的最现实最可行的动力,,哈哈,,帆船时代来了,小伙伴们准备好了吗?

另外,这个发现也不知道是属于哪一科的?但是,不管物理还是化学,它在应用上的重要意义绝对是诺奖级的科学发现。如果它产生力的原理也是新规律的话,意义就更大了。


另外,这个石墨烯太阳帆是不是面向或背对太阳都可以用??似乎这个石墨烯材料的光压远大于普通镜面材料,是否可以由镜面把光反射到石墨烯面上,只要镜面保持面对太阳并调整石墨烯面的角度,可以产生向任意方向的推力,是真正意义的太阳系内全方向的宇航动力??
但是,这就违反了动量守恒了吧?还是我理解的不对?
如果不违反动量守恒,就只能象帆船的之字形加速那样来面对太阳航行了吧?

另外,这个石墨烯太阳帆是不是面向或背对太阳都可以用??似乎这个石墨烯材料的光压远大于普通镜面材料,是否可以由镜面把光反射到石墨烯面上,只要镜面保持面对太阳并调整石墨烯面的角度,可以产生向任意方向的推力,是真正意义的太阳系内全方向的宇航动力??
但是,这就违反了动量守恒了吧?还是我理解的不对?
如果不违反动量守恒,就只能象帆船的之字形加速那样来面对太阳航行了吧?
都在自然杂志刊登了,兔子又一次走在世界的前列。
我发到科学版,没什么人讨论。。。
http://lt.cjdby.net/forum.php?mod=viewthread&tid=2034754
水多湿身 发表于 2015-6-21 19:54
都在自然杂志刊登了,兔子又一次走在世界的前列。
不要紧,看不懂或没看过论文的民科喷子,根本不会鸟自然杂志。,在他们眼里超大的口水贴技术含量更高。
不要紧,看不懂或没看过论文的民科喷子,根本不会鸟自然杂志。,在他们眼里超大的口水贴技术含量 ...
以后的工业化生产也要一骑绝尘才好
锻铁 发表于 2015-6-20 14:02
这个不需要我们写信,我认为下期就会有读者来信提出气体反冲论。
气体反冲论类似于第二类永动机。我认为nature的人第一时间应该shift+del掉。
中华帝国千秋业 发表于 2015-6-21 00:40
这种实验,就一点都不考虑激光的热效应?再说,那个气体引起的问题,貌似第9页也不足以反驳
个人认为,凡说分子气体推动论的,应该都是第二类永动机的拥趸。