研究模型加速納米粒子的新方法

在一項(xiàng)新的研究中，伊利諾伊大學(xué)和密蘇里科技大學(xué)的研究人員模擬了一種操縱納米粒子作為一種替代推進(jìn)模式的方法，該微型太空船需要非常小的推力。

該團(tuán)隊(duì)模擬了一個(gè)使用光來產(chǎn)生電磁場的系統(tǒng)。使用由玻璃或一些其他材料制成的中性納米顆粒，其絕緣而不是傳導(dǎo)電荷。納米粒子變得極化。所有正電荷在場方向上移位，負(fù)電荷在相反方向上移位。它產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部電場，產(chǎn)生一個(gè)力，使粒子從儲(chǔ)層移動(dòng)，通過噴射器漏出，然后從加速器射出，產(chǎn)生推力。

該研究已經(jīng)進(jìn)行了大約8年的研究，分析表明該技術(shù)可以發(fā)揮作用，并提出了成功的參數(shù)。

“挑戰(zhàn)在于選擇正確的介質(zhì)介電常數(shù)，適當(dāng)?shù)某潆娏浚羞@一切都發(fā)生了，”約翰瓦羅維說，他是美國大學(xué)格蘭杰工程學(xué)院航空航天工程系副教授“你必須為納米粒子本身以及納米粒子在結(jié)構(gòu)中移動(dòng)時(shí)的材料選擇合適的材料。”

該技術(shù)基于稱為等離子體的物理學(xué)領(lǐng)域，研究光學(xué)光或光學(xué)電磁波如何與納米級(jí)結(jié)構(gòu)(如條形或棱鏡)相互作用。

Rovey解釋了當(dāng)光線照射到納米級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)發(fā)生共振相互作用。它會(huì)在該結(jié)構(gòu)旁邊產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場。并且那些電磁場可以通過向這些結(jié)構(gòu)附近的納米級(jí)粒子施加力來操縱粒子。該研究的重點(diǎn)是如何將納米粒子送入加速器結(jié)構(gòu)或注射器以及注射器中板的角度如何影響這些納米粒子上的力。

“這個(gè)概念的主要推動(dòng)因素之一是太空缺乏或缺乏電力供應(yīng)，”羅維說。“如果我們可以直接利用太陽，讓陽光直接照射在納米結(jié)構(gòu)上，就不需要電源或太陽能電池板來提供電力。”

羅維說這項(xiàng)研究是一項(xiàng)數(shù)值模擬。下一步將是在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)建納米級(jí)結(jié)構(gòu)，然后加載到系統(tǒng)中，應(yīng)用光源，并觀察納米粒子如何移動(dòng)。