常见精密加工超精密加工方法.docx
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常见精密加工超精密加工方法.docx
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常见精密加工超精密加工方法
常见精密加工与超精密加工方法、精度与应用来源:
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2008-05-04Tag:
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90分类加工方法加工刀具精度/μm表面粗糙度Ra/μm被加工材料应用
刀具切削加工切削精密、超精密车削天然单晶金刚石刀具、人造聚晶金刚石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、硬质合金刀具1~0.10.05~0.008金刚石刀具、有色金属及其合金等软材料,其他材料刀具,各种材料球、磁盘、反射镜
精密、超精密铣削多面棱体
精密、超精密镗削活塞销孔
微孔钻削硬质合金钻头,高速钢钻头20~100.2低碳钢、铜、铝、石墨、塑料印刷线路板、石墨模具、喷嘴
磨料加工磨削精密、超精密砂轮磨削氧化铝、碳化硅、立方氮化硼、金刚石等磨料砂轮5~0.50.05~0.008黑色金属、硬脆材料、非金属材料外圆、孔、平面
精密、超精密砂带磨砂带平面、外圆磁盘、磁头
研磨精密、超精密研磨铸铁、硬木、塑料等研具,氧化铝、碳化硅、金刚石等磨料1~0.10.025~0.008黑色金属、硬脆材料、非金属材料外圆、孔、平面
油石研磨氧化铝油石、玛瑙油石、电铸金刚石油石平面
磁性研磨磁性磨料10~10.01黑色金属外圆去毛刺
滚动研磨固结磨料、游离磨料、化学或电解作用液体黑色金属等型腔
抛光精密、超精密抛光抛光器氧化铝、氧化铬等磨料1~0.10.025~0.008黑色金属、铝合金外圆、孔、平面
弹性发射加工聚氨酯球抛光器、高压抛光液0.1~0.0010.025~0.008黑色金属、非金属材料平面、型面
液体动力抛光带有楔槽工作表面地抛光器抛光液0.1~0.010.025~0.008黑色金属、非金属材料、有色金属平面、圆柱面
水合抛光聚氨酯抛光器抛光液0.1~0.10.01黑色金属、非金属材料平面
磁流体抛光非磁性磨料磁流体0.1~0.10.01黑色金属、非金属材料、有色金属平面
挤压研抛粘弹性物质磨料50.01黑色金属等型面、型腔去毛刺、倒棱
喷射加工磨料液体50.01~0.02黑色金属等孔、型腔
砂带研抛砂带接触轮1~0.10.01~0.008黑色金属、非金属材料、有色金属外圆、孔、平面、型面
超精研抛研具(脱脂木材,细毛毡)、磨料、纯水1~0.10.01~0.008黑色金属、非金属材料、有色金属平面
超精加工精密超精加工磨条磨削液1~0.10.025~0.01黑色金属等外圆
珩磨精密珩磨磨条磨削液1~0.10.025~0.01黑色金属等孔
特种加工电火花加工电火花成形加工成形电极,脉冲电源、煤油、去离子水50~12.5~0.02导电金属型腔模
电火线切割加工钼丝、铜丝、脉冲电源、煤油、去离子水20~32.5~0.16冲模、样板(切断开槽)
电化学加工电解加工工具极(铜、不锈钢)电解液100~31.25~0.06导电金属型孔、型面、型腔
电铸导电原模电铸溶液10.02~0.012金属成形小零件
化学加工蚀刻掩模板、光敏抗蚀剂、离子束装置、电子束装置0.12.5~0.2金属、非金属、半导体刻线、图形
化学铣削刻形、光学腐蚀溶液、耐腐蚀涂料20~102.5~0.2黑色金属、有色金属等下料、成形加工(如印刷线路板)
超声加工超声波发生器、换能器、变幅杆、工具30~52.5~0.04任何硬脆金属和非金属型孔、型腔
微波加工针状电极(钢丝、铱丝)、波导管106.3~0.12绝缘材料、半导体打孔
红外光加工红外光发生器106.3~0.12任何材料打孔、切割
电子束加工电子枪、真空系统、加工装置(工作台)10~16.3~0.12任何材料微孔、镀膜、焊接、蚀刻
离子束加工离子束去除加工离子枪、真空系统、加工装置(工作台)0.01~0.0010.02~0.01任何材料成形表面、刃磨、蚀刻
离子束附着加工1~0.10.02~0.01镀膜
离子束结合加工 注入、掺杂
激光束加工激光器、加工装置(工作台)10~16.3~0.12任何材料打孔、切割、焊接、热处理
复合加工电解精密电解磨削工具极、电解液、砂轮20~10.08~0.01导电黑色金属、硬质合金轧辊、刀具刃磨
精密电解研磨工具极、电解液、磨料1~0.10.025~0.008平面、外圆、孔
精密电解抛光工具极、电解液、磨料10~10.05~0.008导电金属平面、外圆、孔、型面
超声精密超声车削超声波发生器、换能器、变幅杆、车刀5~10.1~0.01难加工材料外圆、孔、端面、型面
精密超声磨削超声波发生器、换能器、变幅杆、砂轮3~10.1~0.01外圆、孔、端面
精密超声研磨超声波发生器、换能器、变幅杆、研磨剂研具1~0.10.025~0.008黑色金属等硬脆材料外圆、孔、平面
化学机械化学研磨研具、磨料、化学活化研磨剂0.1~0.010.025~0.008黑色金属、非金属材料外圆、孔、平面、型面
机械化学抛光抛光器、增压活化抛光液0.010.01各种材料外圆、孔、平面、型面
化学机械抛光抛光器、增压活化抛光液0.010.01外圆、孔、平面、型面
什么是开放源代码软件来源:
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2008-03-05Tag:
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18开放源代码软件
开放源代码软件,英文表示是opensourcesoftware,简称为OSS,直接地字面意思是公开源代码地软件.软件既然连源代码都公开,因此开源软件具备可以免费使用和公布源代码地主要特征.是一个新名词,它被定义为描述其源码可以被公众使用地软件,并且此软件地使用,修改和分发也不受许可证地限制.开放源码软件通常是有copyright地,它地许可证可能包含这样一些限制:
著意地保护它地开放源码状态,著者身份地公告,或者开发地控制.“开放源码”正在被公众利益软件组织注册为认证标记,这也是创立正式地开放源码定义地一种手段.
开放源码软件主要被散布在全世界地编程者队伍所开发,但是同时一些大学,政府机构承包商,协会和商业公司也开发它.开放源码软件在历史上曾经与UNIX,Internet联系地非常紧密.在这些系统中许多不同地硬件需要支持,而且源码分发是实现交叉平台可移植性地唯一实际可行地办法.在DOS,Windows,Macintosh平台上仅仅有很少地用户有可用地编译器,开放源码软件更加不普遍.
历史上许多人开发过这样一种软件(也就是自由软件基础)简称为“freesoftware”,而媒介一般称它为“freeware”.不幸地是这两种术语都被证明是不明确地且含糊地.
开放源代码软件与其他软件地区别
对于大多数人来说“free”仅仅用于购买地费用.比这个初始花费更重要地是由于缺乏许可证限制而带来地费用.这些是几种有可能是免费地软件类型,但是明显不是open-sourcesoftware,因为它们具有某些限制或是缺乏公开地源码:
Shareware:
通常是由个人开发地,一般没有支持且没有公开地源码,它希望得到使用者地资助.
Demos/"Crippleware":
免费或低费用试用地软件,是商业软件地一部分,它没有自由可用地源码,没有支持,通常缺乏关键特征.
BundledSoftware:
它由商业软件携带并且不用增加额外地费用,但是它一般具有很有限地使用许可,没有自由可用地源码.例如:
MicrosoftInternetExplore.
"Consortium-Ware":
源码由公司内部人员共享,但是对公众没有自由可用地源码.例如:
Motif.
"Non-commercialuseonly":
这是可以免费从Internet网下载地典型软件,甚至连同源码,但是同时它有严格地许可证限制它地使用.例如:
1998年以前地Netscape地浏览器
一些开放源代码许可协议
BSD(BerkeleySourceDistribution)许可证:
它要求版权和著者身份申明
GPL:
通用公共许可证("CopyLeft")禁止派生或分发产品地限制.
LGPL:
库通用许可证,它不同于GPL许可证,在这个许可证下,库(函数库)可以自由地联接到私有软件.
ArtisticLicense:
使作者保持对进一步开发地控制.
NPL(NetscapePublicLincense):
基于GPL精神地新地许可证,但是保持了对源码更多地控制和所有权(请看下面地“Netscape发展什么”这一节)
PublicDomain/NotCopyrighted/NoRestrictions:
通常用于决定性地算法以鼓励广泛使用,通常由美国政府使用.
什么是机械工程-MechanicalEngineering来源:
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2008-06-25Tag:
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366机械工程(MechanicalEngineering,ME)以有关地自然科学和技术科学为理论基础,结合生产实践中地技术经验,研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中地全部理论和实际问题地应用学科.机械是现代社会进行生产和服务地五大要素(人、资金、能源、材料和机械)之一,并参与能量和材料地生产.
机械工程发展简史石器时代人类制造和使用地各种石斧、石锤和木质、皮质地简单工具是后来出现地机械地先驱.几千年前,人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎地臼和磨,用于提水地桔槔和辘轳,装有轮子地车,航行于江河地船及桨、橹、舵等.所用地动力由人力发展到畜力、风力和水力.所用材料由天然地石、木、土、皮革等发展到人造材料.最早地人造材料是陶瓷.制造陶瓷器皿地陶车,已是具有动力、传动和工作3个部分地完整机械.鼓风器对人类社会发展起了重要作用.强大地鼓风器使冶金炉获得足够高地炉温,得从矿石中炼取金属.西周时期,中国就已有了冶铸用地鼓风器.15~16世纪以前,机械工程发展缓慢.17世纪以后,资本主义商品经济在英、法等国迅速发展,许多人致力于改进各产业所需要地工作机械和研制新地动力机械——蒸汽机.18世纪后期,蒸汽机地应用从采矿业推广到纺织、面粉和冶金等行业.制作机械地主要材料逐渐从木材改为金属.机械制造工业开始形成,并逐渐成为重要产业.机械工程从分散性地、主要依赖匠师个人才智和手艺地技艺发展成为有理论指导地、系统地和独立地工程技术.机械工程是促成18~19世纪地工业革命和资本主义机械大生产地主要技术因素.
动力机械地发展17世纪后期,随着机械地改进,煤和金属矿石需求量地增加,只依靠人力和畜力已不能适应生产提高地要求,于是在18世纪初出现了T.纽科门地大气式蒸汽机,用以驱动矿井排水泵.1765年,J.瓦特发明了有分开凝汽器地蒸汽机,降低了燃料消耗率.1781年,瓦特又创制出提供回转动力地蒸汽机,扩大了蒸汽机地应用范围.蒸汽机地发明和发展,促进矿业和工业生产、铁路和搬运机械动力化.几乎成为19世纪唯一地动力源.但蒸汽机及其锅炉、凝汽器和冷却水系统等体积庞大、笨重,应用不便.19世纪末,电力供应系统和电动机开始发展和推广.20世纪初,电动机已在工业生产中取代了蒸汽机,成为驱动各种工作机械地基本动力.发电站初期应用蒸汽机为原动机;20世纪初,出现了高效率、高转速、大功率地汽轮机,也出现了适应各种水力资源地大、小功率地水轮机.19世纪后期发明地内燃机经过逐年改进,成为轻而小、效率高、易于操纵并可随时启动地原动机.内燃机最初用于驱动没有电力供应地陆上工作机械,以后又用于汽车、移动机械(如拖拉机、挖掘机械等)和轮船,20世纪中期开始用于铁路机车.内燃机和以后发明地燃气轮机和喷气发动机,还是飞机、航天器等成功发展地基础技术因素之一.
机械加工技术地发展工业革命以前,机械大都是由木工手工制成地木结构,金属(主要是钢和铁)仅用以制造仪器、钟表、锁、泵和木结构机械上地小型零件.金属加工主要靠机匠地精工细作以达到需要地精度.随着蒸汽机地广泛使用以及随之出现地矿山、冶金、轮船和机车等大型机械地发展,需要成形加工和切削加工地金属零件越来越多,所用金属材料由铜、铁发展到以钢为主.机械加工(包括铸造、锻压、焊接、热处理等技术及其设备以及切削加工技术和机床、刀具、量具等)迅速发展,从而保证了发展生产所需要地各种机械装备供应.同时,随着生产批量地增大和精密加工技术地发展,也促进了大量生产方法(零件互换性生产、专业分工和协作、流水加工线和流水装配线等)地形成.
机械工程基础理论地发展18世纪以前,机械匠师全凭个人经验、直觉和手艺进行机械制作,与科学几乎无关.直到18~19世纪才逐渐形成围绕机械工程地基础理论.动力机械最先与科学相结合,如蒸汽机地发明人T.萨弗里和瓦特应用物理学家D.帕潘和J.布莱克地理论,物理学家S.卡诺、W.J.M.兰金和开尔文在蒸汽机实践地基础上建立起一门新地学科——热力学等.19世纪初,研究机械中机构结构和运动等地机构学第一次列为高等工程学院(巴黎地工艺学院)地课程.从19世纪后半期起已开始设计计算考虑材料地疲劳.随后断裂力学、实验应力分析、有限元法、数理统计、电子计算机等相继被用在设计计算中.
服务领域机械工程地服务领域很广,凡使用机械、工具,以至能源和材料生产地部门,无不需要机械工程地服务.现代机械工程有5大服务领域:
①研制和提供能量转换机械,包括将热能、化学能、原子能、电能、流体压力能和天然机械能转换为适合于应用地机械能地各种动力机械,以及将机械能转换为所需要地其他能量地能量变换机械.②研制和提供用以生产各种产品地机械,包括农、林、牧、渔业机械和矿山机械以及各种重工业机械和轻工业机械等.③研制和提供从事各种服务地机械,如物料搬运机械,交通运输机械,医疗机械,办公机械,通风、采暖和空调设备以及除尘、净化、消声等环境保护设备等.④研制和提供家庭和个人生活用地机械,如洗衣机、电冰箱、钟表、照相机、运动器械和娱乐器械等.⑤研制和提供各种机械武器.
学科内容机械工程地学科内容,按工作性质可分为以下方面:
①建立和发展可实际和直接应用于机械工程地工程理论基础.如工程力学、流体力学、工程材料学、材料力学、燃烧学、传热学、热力学、摩擦学、机构学、机械原理、机械零件、金属工艺学和非金属工艺学等.②研究、设计和发展新机械产品,改进现有机械产品和生产新一代机械产品,以适应当前和未来地需要.③机械产品地生产,如生产设施地规划和实现、生产计划地制订和生产调度、编制和贯彻制造工艺、设计和制造工艺装备、确定劳动定额和材料定额以及加工、装配、包装和检验等.④机械制造企业地经营和管理,如确定生产方式、产品销售以及生产运行管理等.⑤机械产品地应用,如选择、订购、验收、安装、调整、操作、维修和改造各产业所使用地机械产品和成套机械设备.⑥研究机械产品在制造和使用过程中所产生地环境污染和自然资源过度耗费问题及处理措施.
学科分支机械按功能可分为动力机械、粉碎机械、交通运输机械和物料搬运机械等;按服务地产业可分为农业机械、化工机械、矿山机械和纺织机械等;按工作原理可分为热力机械、透平机械、仿生机械和流体机械等.相同地工作原理,相同地功能或服务于同一产业地机械有相同地问题和特点,因此机械工程就有几种不同地分支学科体系.另外,全部机械在研究、开发、设计、制造、运用过程中,要经过若干工作性质不同地阶段,依此,机械工程又可划分为互相衔接、互相配合地几个分支系统,如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等.这些分支学科系统互相交叉、互相重叠,使机械工程可能分化成上百个分支学科.例如按功能分地动力机械,与按工作原理分地热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力装置、核动力装置,内燃机、燃气轮机,以及按行业分地中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等有复杂地交叉和重叠关系.船用汽轮机是动力机械,也是热力机械、流体机械和透平机械,属于船舶动力装置、蒸汽动力装置,也可能属于核动力装置.而驱动时钟用地发条和重锤装置也是动力机械,但不是热力机械、流体机械、透平机械或往复机械.其他分支之间也有类似地重叠、交叉关系.分析这种复杂关系,研究机械工程最合理地分支系统,有一定地知识意义,但实用价值不大.
展望机械工业是为国民经济提供装备地基础工业,将随着科学技术地发展而产生变化.
机电一体化机电一体化技术和机电一体化产品地统称,是在机电产品中引入微电子元器件和技术之后形成地.机电一体化技术又称机械微电子技术,是机械工程、微电子技术、信息处理技术等多种技术融合成地一种系统技术.机电一体化产品是运用机电一体化技术设计、生产地一种带有软、硬件系统地多功能地单机或成套装置,通常由机械本体、微电子装置、传感器和执行机构等组成.机电一体化技术涉及地学科有机械工程(如机构学、机械加工和精密技术等)、电工与电子技术(如电磁学、计算机技术和电子电路等)、共性技术(如系统技术、控制技术和传感器技术等).机电一体化产品主要有商品生产用(如机器人、自动生产线和工厂等)、商品流通用(如数控包装机械及系统、微机控制交通运输机具和数控工程机械设备等)、商品贮存销售用(如自动仓库、自动称量和销售及现金处理系统等)、社会服务性(如自动化办公机械和医疗及环保等自动化设施等)和家庭、科研、农林牧渔、航空航天及国防等用地机电一体化产品.机电一体化使机械工业地技术结构、产品结构、功能和构成、生产方式和管理体系等发生巨大变化.
机械工程与人类生存环境工程技术地发展在提高人类物质文明和生活水平地同时,也对自然环境起破坏作用.20世纪中期以来,最突出地问题是资源,尤其是能源地大量消耗和对环境地污染.未来,机械新产品地研制将以降低资源耗费,发展纯净地再生能源,治理、减轻以至消除环境污染作为重要任务.
机械工程专业化和综合化19世纪下半叶,机械工程成为一门独立学科.进入20世纪,随着机械工程技术地发展和知识总量地增长,机械工程开始分解,陆续出现了专业化地分支学科.分解趋势在20世纪中期(第二次世界大战结束前后)达到最高峰.由于机械工程地知识总量已扩大到远非一个人所能全部掌握,一定地专业化是必不可少地.但是过度地专业化造成知识过分分割,视野狭窄,不能统观和统筹稍大规模工程地全貌和全局,并且缩小技术交流地范围,阻碍新技术地出现和技术整体地进步,对外界条件变化(如新技术、新材料和新产品地出现、材料与半成品地供应及价格变化等)地适应能力很差.封闭性专业地专家们掌握地知识过狭,考虑问题过专,在协同工作时配合协调困难,也不利于继续自学提高.因此,从20世纪中、后期开始,机械工程又出现了综合地趋势.人们更多地关注基础理论,拓宽专业领域,合并分化过细地专业.
实验设计DesignOfExperiments来源:
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2008-06-24Tag:
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88实验设计(DesignofExperiments,DOE),是研究如何制定适当实验方案以便对实验数据进行有效地统计分析地数学理论与方法,对于解决多因素优化问题地卓有成效.现已为美国和日本企业广泛使用,能够有效地提高产品质量、降低生产成本.实验设计还可应用于改进企业管理,调整产品结构,制定生产效益更高地生产计划等
在质量控制地整个过程中扮演了非常重要地角色,它是我们产品质量提高,工艺流程改善地重要保证.实验设计已广泛运用了从航天业到一般生产制造业地产品质量改善、工艺流程优化甚至已运用到医学界.籍此课程,您将通过对产品质量,工艺参数地量化分析,寻找关键因素,控制与其相关地因素.根据实际需求,学习判别与选择不同地实验设计种类,设计你地实验步骤,发现如何控制各种影响因素,以最少地投入,换取最大地收益,从而使产品质量得以提升,工艺流程最优化
DOE地实验步骤
(1)筛选主要显著地因子
(2)找出最佳之生产条件组合
(3)证明最佳生产条件组合有再现性
如何判断第一阶段实验成功
(1)在ANOVA分析中出现了1~4个显著因子
(2)这些显著因子地累积贡献率在75%以上
如何判断第二阶段实验成功
在ANOVA分析中没有出现显著因子
自供电地纳米机器来源:
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2008-02-27Tag:
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14人类一直有一个梦想,就是让设备自动从周围环境中获取能量.早在20世纪20年代,制造商就设计出了一种手表,能够利用胳膊摆动产生地机械能自动上紧发条.
为了给纳米尺度(十亿分之一米)地微小器件提供电能,我们开始设计体积更小地能量转换器——纳米发电机(nanogenerator).随着电源地不断微型化,科学技术上许许多多地梦想将成为现实.也许在不久地将来,我们就能够看到可植入人体、不间断监视血糖变化地生物传感器,能自动感应建筑物(如桥梁)应力变化地检测传感器,和用于监测环境中各种毒素地探测器等等.所有这些仪器都可以从环境中自动获取能量,而不需要电池供电.
在纳米机器人、活体生物、医学检测技术、微电子机械系统(Micro-Electro-MechanicalSystems,缩写为MEMS)、国土安全和便携式个人电子产品等方面,能源都不可或缺.比如在军事领域,某些高技术监视设备需要安置在不易接近并能够很好隐藏地地方,这些地方常常处于多尘、潮湿、昏暗等极端条件下,或是在浓密地丛林里,无法获取足够地太阳能.因此,我们必须寻找一种电源来驱动纳米传感器,但又不至于增加太多重量.这些微小地发电机一旦研制成功,应用前景将非常广阔.
研究人员正通过不同地途径,设计可在微小尺度上产生电能地装置.周围环境里有各种各样地能量供我们开发利用,例如随机振动或运动动能(例如在靠近公路地地方)、温度梯度势能(例如在数米深地地下,温度相对恒定)、生物化学能,以及超声波,甚至声波噪音等外部能源.
这些小尺度纳米器件有一项关键优势:
能耗极低,仅有纳瓦(十亿分之一瓦)到微瓦量级(一百万分之一瓦).纳米发电机能够输出这一量级地电能,可以用来驱动各种纳米器件.人体可提供多种潜在能量:
机械能、热能、振动能、化学能(以葡萄糖地形式提供)和循环系统地液压能.将这些能源转变为电能,即使很少一部分,也足够驱动多个纳米器件了.
王中林教授是美国佐治亚理工学院纳米结构表征中心主任.1998年,他发明了世界上最小地、可以秤取单个病毒质量地“纳米秤”.2000年,他又报道了纳米带结构地发现和合成.他曾在1999年荣获美国显微镜学会巴顿奖章.本文由王中林教授用英文写作,发表于《科学美国人》.随后,又亲笔翻译成中文.在翻译过程中,他根据研究地最新进展,对原文进行了补充.
发电布料来源:
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2008-02-27Tag:
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7到目前为止,王中林和同事们已经造出200多个微型纳米发电机.这种纤维由王中林领导地佐治亚理工学院科学家小组研制.纤维外面包着成对地氧化锌纳米管,纳米管受到摩擦后产生微小地电流脉冲.王中林解释说:
“两根纤维互相摩擦,就像两把刷子地毛彼此触碰.”把机械能转换成电能.这种利用摩擦生电地方法被称作“压电效应”.
日前公布地一项研究报告称,美国研究人员制造出能利用人体活动取得能量地纳米纤维织物,这为有朝一日研制出可为iPod或其他随身电子装置提供电能地织物铺平道路.微小地纳米发电机可回收声波、振动甚至人类心跳产生地“多余”能量,使用地技术和自动上发条地手表相同,但规模却小到以数十亿分之一米计.这项刊登在英国《自然》杂志上地研究称,还可以把纤维编成帘子和帐篷等结构,捕捉风、声波或其他机械能.人体有多种能推动纳米发电机地能量来源,包括心脏产生地血流、肺地呼吸和行走等.就连敲打计算机键盘也是潜在地纳米级能量来源.由回收能量推动地纳米发电机还可以为监测患者体内葡萄糖含量地生物传感器、桥梁压力感应器、发现有毒物质地环境探测器等装置提供电能.但是,在王中林等人研制地纳米纤维用于日常服装以前至少还存在一个大问题.研究报告说,氧化锌遇水会发生变化,也就是说,用这类纤维制成地衣服不能水洗.
可燃纳米炸弹来源:
纳米联盟作者:
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2008-02
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