研究團隊打破了高溫、電磁場(chǎng)等技術(shù)限制，在空氣中創(chuàng )造出等離子環(huán)

該技術(shù)未來(lái)可應用到儲能等方面。

我們可以將物質(zhì)分為四類(lèi)：固體、液體、氣體和等離子體。等離子體是由帶正、負電荷的離子和電子，也可能還有一些中性的原子和分子所組成的集合體。在工業(yè)中，現有的應用都是基于等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的部分電力等離子體來(lái)完成的。

通常，等離子體沒(méi)有自己明確的形狀，它們發(fā)出的光會(huì )沿著(zhù)空氣中最小的路徑形成分叉結構，因此人造等離子體需要在真空室或電磁場(chǎng)的條件下來(lái)達到工業(yè)上的要求，并且，在通常情況下，等離子體需要高溫條件。

而近日，加州理工學(xué)院的工程師們只簡(jiǎn)單使用了水流和晶片，就在空氣中創(chuàng )造了一個(gè)穩定的等離子體環(huán)。這一實(shí)驗結果打破了此前人工等離子體技術(shù)所需要的所有限制。

對于這一實(shí)驗的實(shí)施，研究人員Francisco Pereira說(shuō)道：“在實(shí)驗前，同事告訴我們這是不可能的，但是事實(shí)上我們可以創(chuàng )造一個(gè)穩定的等離子環(huán)，并且在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以做到。”

據了解，實(shí)驗中，研究人員讓水流通過(guò)特殊設計的噴嘴噴出，噴出的水流直徑為85微米、水壓為9000psi（約合612標準大氣壓），它以約304.8米/秒的速度沖擊水晶片。形象描述，這一過(guò)程就像是一根頭發(fā)以子彈的速度在移動(dòng)。

在水流沖擊物質(zhì)的選擇上，研究團隊對石英和鈮酸鋰晶片都進(jìn)行了實(shí)驗，實(shí)驗發(fā)現，兩種晶片都可以引起摩擦起電效應，在這種效應中，材料在摩擦過(guò)程中產(chǎn)生電荷。

于是，當流動(dòng)的水流沖擊晶片時(shí)，水在帶負電的晶片表面上產(chǎn)生帶正電離子的平滑層流。從切面看，流體撞擊表面并向外流，電子效應使電子通過(guò)水流流到表面，這種電子流使離子表面附近的氣體中的原子和分子離子化，形成直徑為幾十微米、在顯微鏡下散發(fā)可見(jiàn)光的等離子體圓環(huán)。

發(fā)現這一現象后，加州理工學(xué)院的教授Morteza（Mory）Gharib和他的團隊又對更多種類(lèi)的晶片進(jìn)行實(shí)驗，發(fā)現晶片的表面越光滑，等離子體環(huán)的結構越清晰，并且只要水一直在流，等離子環(huán)就以原來(lái)的大小和形狀一直存在。

此外，值得注意的是，實(shí)驗中，因為靜電的存在，其產(chǎn)生的高頻無(wú)線(xiàn)電信號干擾了研究人員的手機信號。對此，Pereira解釋道：“不同的等離子環(huán)發(fā)射不同的射頻信號，這是前所未聞的，我認為這是因為我們實(shí)驗中使用的材料的不同，發(fā)出信號本質(zhì)上就是材料通過(guò)機械應力進(jìn)行電極化的能力。”

關(guān)于這一奇怪現象的應用前景，Gharib表示，雖然目前這項技術(shù)還沒(méi)有具體的商業(yè)應用，但是在現實(shí)的空氣中就可以產(chǎn)生穩定的等離子環(huán)的能力，這表明等離子體結構可以用來(lái)儲存能量。

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