The Tiniest Electric Motor in the World 世界上最小的电动机
最近科学家公布了现有的最小的电动机。就是在一个句号里,上百个这样的电动机也能来回地运动。将来有一天,类似的发动机也许能够为一个机械医生提供动力,在人的身体里自由移动,治疗疾病。
发动机通过碳纳米管中的原子在两小滴金属溶液间的来回运动进行工作。
其中一个小滴甚至比另一个还要小。当微弱的电流通过时,大一点的小滴金属溶液中的原子就会缓慢逸出,进入小一点的小滴。这样,后者体积不断增大——但决不会大到和前者一样——最后,与大一点的小滴金属溶液相撞。当他们接触时,大的小滴便夺回它失去的原子。能量这样迅速地来回运动就产生一次动力冲程。
这项技术利用了表面张力的原理——原子或分子有不愿被分开的倾向——这在纳米等级上更加重要。表面张力同样也使某些昆虫能在水上行走。
虽然这样产生的能量很少——只有 20微瓦,但与电动机的小等级相比,功率也是相当可观了。整个装置的体积不到 200纳米,比起人类一根头发的宽度,它要小几百倍。如果纳米电动机能按比例放大到汽车发动机的尺寸,它将会比丰田凯美瑞的 225马力的 V6引擎还要大 1亿倍。
1988年,理查德·乌勒教授和他的同事发明了第一台微型发动机, 100微米长,或者说有一根头发那么粗。 2003年,泽特尔的小组制造出第一台纳米级的发动机。 2006年,他们又造出了纳米传送带,能够像工厂里传送汽车那样移动极小的粒子。
纳米技术的工程师尽力去模拟自然,用一个个原子来制造物体。在这些事物当中,纳米发动机能够被用于光电路来改变光的方向,该过程被称为光学转换。未来主义者预想有一天,被纳米发动机驱动的纳米机器能在人体内移动,发现疾病并修复被破坏的细胞。
词汇
shuffle / ???f?l/v.来回运动 molten/ ?m??lt?n/ adj.溶化的 droplet / ?dr?plit /n.小滴 nanoconveyor n.纳米传送带 bump/ b?mp /v.碰撞 sop/ s?p / v.吸入
microwatt/ ?maikr?uw?t / n.微瓦 nanomachine/ ?nein?m???i:n / n.纳米机器 nanometer/ ?n?n??mi:t? / n.纳米,微毫米 micromotor n.微电机 nanotube n.纳米管 nanotechnologyn.纳米技术 mimic/ ?m?m?k / v.模仿
stroke/ str?uk / n.行程,冲程
nanomotor n.纳米发动机 中英对照
1.Scientists recently made public the tiniest electric motor ever1 built. You could stuff hundreds of them into the period at the end of this sentence.
最近科学家公布了现有的最小的电动机。就是在一个句号里,上百个这样的电动机也能来回地运动。 One day a similar engine might power a tiny mechanical doctor that would travel through your body to remove your disease.
将来有一天,类似的发动机也许能够为一个机械医生提供动力,在人的身体里自由移动,治疗疾病。 2.The motor works by shuffling atoms between two molten metal droplets in a carbon nanotube. One droplet is even smaller than the other.
发动机通过碳纳米管中的原子在两小滴金属溶液间的来回运动进行工作。其中一个小滴甚至比另一个还要小。
When a small electric current is applied to the droplets, atoms slowly get out of the larger droplet and join the smaller one.
当微弱的电流通过时,大一点的小滴金属溶液中的原子就会缓慢逸出,进入小一点的小滴。
The small droplet grows — but never gets as big as the other droplet and eventually bumps into the large droplet.
这样,后者体积不断增大——但决不会大到和前者一样——最后,与大一点的小滴金属溶液相撞。 As they touch, the large droplet rapidly sops up the atoms it had previously lost. This quick shift in energy produces a power stroke.
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当他们接触时,大的小滴便夺回它失去的原子。能量这样迅速地来回运动就产生一次动力冲程。 3.The technique exploits the fact that surface tension — the tendency of atoms or molecules to resist separating — becomes more important at small scales.
这项技术利用了表面张力的原理——原子或分子有不愿被分开的倾向——这在纳米等级上更加重要。 Surface tension is the same thing that allows some insects to walk on water. 表面张力同样也使某些昆虫能在水上行走。
4.Although the amount of energy produced is small — 20 microwatts — it is quite impressive in relation to the tiny scale of the motor4.
虽然这样产生的能量很少——只有 20微瓦,但与电动机的小等级相比,功率也是相当可观了。
The whole setup5 is less than 200 nanometers on a side, or hundreds of times smaller than the width of a human hair.
整个装置的体积不到 200纳米,比起人类一根头发的宽度,它要小几百倍。
If it could be scaled up to the size of an automobile engine, it would be 100 million times
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more powerful than a Toyota Camry's 225 horsepower V6 engine.
如果纳米电动机能按比例放大到汽车发动机的尺寸,它将会比丰田凯美瑞的 225马力的 V6引擎还要大1亿倍。
5.In 1988, Professor Richard Muller and colleagues made the first operating micromotor, which was 100 microns across7, or about the thickness of a human hair.
1988年,理查德·乌勒教授和他的同事发明了第一台微型发动机, 100微米长,或者说有一根头发那么粗。 In 2003, Zettl's group created the first nanoscale motor. In 2006, they built a nanoconveyor, which moves tiny particles along like cars in a factory.
2003年,泽特尔的小组制造出第一台纳米级的发动机。 2006年,他们又造出了纳米传送带,能够像工厂里传送汽车那样移动极小的粒子。
6.Nanotechnology engineers try to mimic nature, building things atom-by-atom. Among other things, nanomotors could be used in optical circuits to redirect light, a process called optical switching.
纳米技术的工程师尽力去模拟自然,用一个个原子来制造物体。在这些事物当中,纳米发动机能够被用于光电路来改变光的方向,该过程被称为光学转换。
Futurists envision a day when nanomachines, powered by nanomotors, travel inside your body to find disease and repair damaged cells.
未来主义者预想有一天,被纳米发动机驱动的纳米机器能在人体内移动,发现疾病并修复被破坏的细胞。
A Strong Greenhouse Gas一种强烈的温室气体
甲烷是一种无色无味的气体,同时也是一种很强烈的温室气体,一旦释放到空气中,就会吸收地球表面散发的热量。所以说甲烷是使这个星球日趋变暖 (或叫全球变暖 )的一个主要原因。按分子与分子对比,甲烷在大气中吸收热量的能力是二氧化碳——最丰富的温室气体的 21倍。
由于全世界有 130亿头牛几乎在连续不断地打嗝(仅美国就有一亿头),难怪由牲畜释放的甲烷就成为了一种主要的全球性甲烷来源。其他主要的甲烷来源有:石油、钻井、采煤、固体垃圾以及沼泽地。
甲烷和二氧化碳等温室气体只占地球大气的一小部分,大气中 78%为氮气,将近 21%为氧气。
没有温室气体来吸收太阳的热量,使地球变暖,我们所知道的生命就不会存在。但在过去的 200年里,通过燃烧油、天然气和煤来获取能量的人类活动加剧了温室效应。
在过去的两个世纪里,甲烷在大气中的浓度地加了一倍多,人们常常将此归罪于大工业和汽车。 但是农业在其中也扮演了一个重要角色。仅在过去 40年里,全球牲畜数量就翻了一番。
牛吃的大部分是草,但却长得身高体壮。原因何在?在于它们都长有瘤胃。它们的瘤胃容纳160升的食物,养育数十亿的微生物。这些微小的细菌和原生动物可分解纤维素,形成可吸收的营养。没有这些微生物牛就无法生存。
微生物可吸收纤维素,所以就会释放出甲烷。所有长有瘤胃的动物(比如牛、绵羊和山羊)都会这样,因