科学家在石墨烯中发现奇异的量子流体

<正>在适当的条件下,电子在石墨烯中可以像流体一样流动。流水无形,能绕过障碍物,并且在流动中施加力。然而,像水这样的传统液体只是很多流体的一种。几十年前,科学家就假定存在一种电子流动形成的量子流体,但直到最近科学家才观察到:这种量子流体来源于导电材料中的电子彼此之间的强相互作用,使得电子可以在比人类头发丝细100倍的尺度上像水一样流动。贝尔迪尤金(Berdyugin)等人和加拉格尔(Gallagher)等人分别在石墨烯(由厚度只有一个原     

你问我答

问：如今每逢年节都会用各种彩色气球烘托气氛,可是过不多久它们很快就收缩变瘪了。橡胶有很好的气密性,为什么还会跑气呢？答：气球看上去是不透气的,汽车轮胎也是橡胶质的,如果很容易跑气麻烦就大了。但是,只要经历的时间足够长同样会瘪掉。且不说封口手段所造成的跑气，从分子的水平来看，橡胶分子间也是有间隙的．气体分子足以从中通过，所以它们从气球里面跑出来是完全可能的．     

欲长寿负离子要足够

随着科学知识的普及,人们都明白空气是由无数的分子组成,在大自然中的宇宙射线、紫外线、土壤和放射线等的相互影响下,部分空气分子会释放出电子,这些电子很快又与空气中的中性分子结合成为带负电荷的气体离子,称之为“负离子”。科学研究证实,负离子就像食物的维生素一样,对人     

分子距离润滑

只有几个分子那么厚的流体层如果被夹在固定的结构表面之间就能获得像固体那样的次序,人们知道这一点已经好几年了。根据《化学物理杂志》报导的伊斯雷拉威利等人的新的实验,这样的类似固体的次序在两个表面处于相对运动状态时依然可能存在。这一发现可被认为是分子摩擦学诞生的标志。分子摩擦学是在原子大小的距离上研究摩擦与润滑的科学。如果在流体池中使两个表面在分子距离内合在一起,层间流体就会改变其动态与静态特性。流体的相图会被改变,其热传递系数会发生变化,其质会变得不均匀,还可能变得各向异性。决定流体特性的因素很多,如流体的最初结构、两个表面的结构与可比性、表     

微管道中压力驱动液体流动的边界速度滑移

微通道中气体流动的速度滑移现象已经获得普遍共识. 对于宏观流道中压力驱动的液体流动, 常常忽略其中的速度滑移. 但当流道的截面尺度减小时, 速度滑移对流动和传热的影响越来越显著. 基于Hamaker均质材料的假设, 建立了液体微团与固体壁面作用力的计算方法. 由近壁面流体微团的受力分析可知, 粗糙壁面对近壁面流体微团的作用力可以抵抗来自上层微团的剪切力, 从而保持近壁面液体微团的静止, 进而提出了液体微团速度滑移的判定准则. 根据发生滑移的液体微团上的受力平衡关系, 可以确定液体微团所受的壁面摩擦力, 再根据推导得到的壁面处液体摩擦系数的计算方法, 可确定液体微团的滑移速度量. 研究表明, 微管道中的压力梯度较大时, 壁面边界处速度滑移可能发生, 若忽略滑移速度则会给管内流量的计算造成误差.     

火星上流动的新月丘

谁能想到这些像洒在地上的巧克力似的东西，会是火星上流动的沙丘。在火星稀薄的大气环境中，液体会冻结或快速蒸发。但在风的不断吹袭下，会使大型的沙丘像液体一样流动。图中右侧的二座平顶高原位于火星南半球。拍照正值火星上季节由春季转为夏季，而图中左侧可见的一座淡色圆锥丘。随着风由右向左吹拂，积在丘顶或流过丘侧的流沙，形成了生动的流线型。暗色弧状的细沙“液滴”被称为新月丘。     

大气科学,原来这么有趣

正我的父母都是从事气象工作的。记得上学前常常会在一早一晚看到叔叔阿姨们放起白色的探空气球,那个时候我就会很神气地在小伙伴面前夸耀:“你们见过那气球不?那就是我们院子里放出去的。”这种强烈的好奇心与自豪感可能就是我跟大气科学之间最初的“媒人”。后来我问爸爸:“气球下面绑的方块到底是什么东西?”爸爸告诉我:“这个气球很厉害,它会带着这个盒子一边飞一边告诉我天空的状况。”那个时候我就觉得爸爸可厉害了,可以跟天空“对话”。     

Hi,阿基米德

<正>公式F浮=G排=ρ液·g·V排(F表示物体在气体和液体中受到的浮力,V表示物体排开液体的体积)。浸在静止流体中的物体,受到流体作用的合力等于该物体排开的流体重力,方向垂直向上,这个合力称为浮力。这就是著名的"阿基米德定律",又称阿基米德原理、浮力原理。古希腊学者阿基米德首先提出这一定律,并用它来确定王冠上的金银含量。阿基米德定律是力学中的基本原理之一,是流体静力学的重要内容,主要使用范围是液体和气体。     

声波致冷

世界上最独特的致冷机有可能很快就会问世。美国洛萨拉芒国立试验室正在研制的这种致冷机既不用压缩机,也不用马达,更没有各种复杂的管道。试验中的“冰箱”只是一根三英尺长的缸筒,里面叠置有一些矩形的玻璃纤维板。缸内充以氦气或其他气体,一端用挠性膜片封死。当膜片与磁铁、音圈和电线接上后,便构成了一微小的扬声器,将电磁振荡转变成膜片的迅速振动。物理学的一条基本原理是,气体被压缩时温度升高,反之温     

用“超临界水”处理有毒物

大家都知道,液态水在一个大气压的环境中,加热到100℃时就会沸腾,并转变为水蒸气。然而,如果在压力锅之类的密封容器中、水蒸气不能外泄的条件下加热,那么容器内的压力就会增大,沸点也会相应地升高。当温度上升到大约374℃,压力达到220个大气压时,由于高温而膨胀的水的密度,与因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同。此时的气体和液体,已变得毫无区别,也就是说都是同样     

激光多普勒测速

现代科学技术的发展,在我们面前展现了无数的奇迹,以前谁能想象,只要让几束细光束穿过流动的气体或液体,就能知道流体的流动速度呢!但如今,人们已能用精密的激光仪器测量眼球后面视网膜上微小血管中的血流速度,并用测得的速度信息来诊断某些疾病;人们也能用看不见的红外光束射向天空,测     

探测宇宙最初的暴涨理论

<正>如果想象一下大爆炸理论会令你头疼的话,那么大爆炸后瞬间所发生的事情会让你更加难以想象。宇宙学家们认为刚刚创生不久的宇宙——此时物质和能量极其致密和炙热——经历了一场比光速还要快的瞬间膨胀。就像一个神奇的气球,宇宙在短短10-32秒的时间里膨胀到原来大小的60倍。这一阶段,被称为暴涨,该过程甚至在宇宙演化还不到1秒的时间之前就早早结束了。     

激子体系的玻色-爱因斯坦凝结

在激光问世之后不久,人们就想到如果利用高功率密度的激光作为泵浦,可以在半导体内产生大量的瓦尼尔(Wannier)激子。这些大半径的激子当浓度足够高时,彼此之间会发生各种相互作用,从而可能出现非常有趣的物理现象——在低温下,高密度的激子气体可以在坐标空间发生相分离,形成激子液体或激子分子液体;也可能在动量空间里经历玻色-爱因斯     

一类Beltrami流动和Lagrange湍流

Beltrami流动是指涡旋矢量和速度矢量处处平行的一种流动。在很多情形下,它的流体质点的轨迹是混沌的,此时这种流动可以具有很大的输运能力,被称为“Lagrange湍流”。本文绘出一类新的Beltrami流动,它们沿直角坐标x、y、z方向的速度分量v_1、v_2、     

世界上最小的马达——分子马达

世界上最小的马达在哪里?就在我们每个人的身体里,它被称为"分子马达"(molecular motor).分子马达是生物体内的一类蛋白质,就像传统的马达一样,它们"燃烧"燃料,做出特定的运动,完成特定的功能.它们是生物体内的"化学能与机械能之间的转换器".某些分子马达也有定子、转子,只不过它们的尺寸都非常小,以纳米为单位,所以被称为世界上最小的马达."生命在于运动",这对于分子马达来说最确切不过了.每个生物体内都有成千上万的分子马达,光合作用需要分子马达,细胞的分裂需要分子马达,肌肉运动也是分子马达在起作用生物体内分子马达无处不在.     

学会遗忘

人们常常因为痛苦的记忆而感到沮丧。不过，这种状况也许很快就会得到改变。最新研究表明，人的记忆可以被重新设置、编辑，甚至删除。     

液晶与活细胞

没有液晶就没有生命!细胞膜就是液晶态,神经冲动的传导,脂肪的消化等生命现象都与液晶有关。事实上,1855年德国眼科医生梅特黑默(Mettenhei-mer)用偏光显微镜首次观察到的能像液体一样流动,又像晶体一样有双折射的物质髓磷脂(后被命名为液晶)即是神经纤维的外层的主要成分。现在我们已知     

稀薄等离子体流中物体的阻力

常温气体自由分子流条件下典型形状的物体(如平板、圆柱、圆球等)的阻力计算式早已确立,本文进一步处理高温电离气体条件下的阻力问题,这将对颗粒状原料的热等离子体加工的数值模拟有用,因为在许多情况下(如低压等离子体喷涂),气体粒子的平均自由程长度与被加工的颗粒的直径相比是如此之大,以致流动状况处于自由分子流或近自由分子流区。     

太空为什么是黑的?

光是一种可在空间移动的能量。 阳光看上去似乎是白色的,其实是由多种色彩混合而成的。这些色彩你在雨后彩虹中可以看到。天空中充溢着空气,空气由微小的气体分子和尘埃一类小颗粒混合而成。当阳光穿过空气,就会与气体分子和尘埃碰撞,并按不同的方向散射出去。不同的色彩,波长也不同,像红色和橙色的光(波长长,频率低)就直接走直线,穿过了空气,但是大部分蓝色光(波长短,频率高)     

他们无所不在

有些影片会很快被人遗忘,而有些影片却会常驻观众心间。公映于1988年的美国科幻电影“They Live”就属于后者,它的中文译名一般被称为《极度空间》。