@ 2017.11.22 , 09:00
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首次制造出无附加条件可暴露于空气的等离子环

首次制造出无附加条件可暴露于空气的等离子环
Mory Gharib/Caltech

等离子体是除了通常的气体、固体、液体之外的第四种物质形态。棘手的玩意。因为它们和气体一样,没有固定的形状和体积,更糟的是绝大多数情况下,它们还伴随着高温。所以我们要把它们装到特制的容器里才能利用它们,就像是等离子电视机。

但是现在,前几天,加州理工学院的工程师们只使用了纯水和石英以及铌酸锂晶体板,就在空气中使等离子体无限期处于了一个环形状态。这一实验结果打破了此前人工等离子体技术所需要的所有限制。他们的论文发表在《PNAS》上。

实验的合作者、意大利海洋技术研究所的Francisco Pereira说:“最开始,好些同事告诉我们说这是不可能的。但是我们真的用等离子体制造了一个环,只要我们愿意,就可以让它持续下去,不用真空环境也无需附加磁场或任何其他的东西。”

研究团队使用前边提到的晶体板,产生了被称为摩擦电效应的现象:也就是说,两种材质充分摩擦的情况下,会产生电荷。

中学生在学校的科学课上应该就做过类似实验——用一块丝绸摩擦玻璃棒产生静电,或者通过在头发上摩擦气球,把气球黏在衣服上。

实验中,研究人员让水流通过特殊设计的喷嘴高速喷出,以约304.8米/秒的速度冲击晶体片,堪比射出的子弹。喷出的水流宽度为85微米,尚不及人类的头发,水压为每平方英寸9,000磅(每平方厘米632.7千克)。

当水冲击带负电的晶体板时,它会在其表面上产生一个平滑的、带正电的离子流。在被水冲击那一点上,摩擦起电效应导致电子流向晶体表面,在那里它们使空气中的原子和分子发生电离。这就会产生一个发光的等离子体环,只要水流冲击不止,这个现象就会持续存在。

密苏里大学的研究人员曾经在2013年取得了类似的成果,他们使用一种可将等离子体环发射到露天的装置。然而,那些等离子环并不稳定,只能持续10毫秒。

加州理工的团队在试验中也注意到了一个不同寻常的副作用——射频干扰,导致他们的手机出现静电杂音。

Pereira解释道:“这是以前从未被人记录过的现象,我们认为这是因为我们在实验中使用的材料的压电性质。”

虽然目前还没有想到该实验成果可以转化为任何可行的商业应用,但研究人员还是申请了技术专利。他们认为,一个稳定的对环境没有要求的等离子环具有作为某种存储能源装置的潜力。

注:原文没有提及,这个环直径只有几微米,是在显微镜下可见

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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  1. 食品级怪蜀黍
    @8 months ago
    3621396

    一个火圈

  2. 3621398

    这些个科技已经跟魔法差不多了

  3. 3621400

    文章里的字我都认识

  4. SevenYu
    @8 months ago
    3621403

    霞光号,等离子炮发射!

  5. 3621408

    绝地光剑指日可待

  6. 3621411

    这水流是不是快到音速了

  7. 三当家
    @8 months ago
    3621416

    刚看还蒙,无磁场怎么限制位置的,看完发现好像是利用水流撞击扩散产生的环形涡流风来限制等离子体位置

  8. 3621417

    这晶体板强度这么大。。?!

  9. 扩音器
    @8 months ago
    3621420

    一个煤气灶就有两个等离子环。

  10. 死胖子
    @8 months ago
    3621428

    火系法师!

  11. 3621488

    @夹生: 魔法师在魔法世界里就类似现实中的科学家

  12. 翔城传说
    @8 months ago
    3621516

    人工太阳?

  13. 真名实姓PJ
    @8 months ago
    3621517

    “注:原文没有提及,这个环直径只有几微米,是在显微镜下可见”FFF团的法师们先等等,这个火圈术威力太小了

  14. 名字太长
    @8 months ago
    3621522

    ok无工质引擎的视觉效果问题已经解决,下面就剩解决推力问题了。

  15. 3621609

    球形闪电

  16. 3621838

    我觉得人类马上要进入魔法纪元了

  17. 3621940

    擦,直接通电不就好了么。非要用水去摩擦生电。

  18. 玄武岩脑袋
    @8 months ago
    3622512

    看来可控核聚变又有希望了

  19. 十块一夜
    @8 months ago
    3622758

    @真名实姓PJ: 作为FFF团首席法师,我认为虽然好小,但是他有很高的温度,比我们现在的火法温度高很多,要是成千上万个也是非常恐怖的魔法!

  20. 3622776

    原文没有提及,这个环直径只有几微米,是在显微镜下可见

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