中國(guó)科學(xué)家建造“人造黑洞” 吸收利用太陽(yáng)能
目前,科學(xué)家建造了可以吸收周?chē)饩€的人造電磁“黑洞”。該設(shè)備可吸收太陽(yáng)能,可轉(zhuǎn)化成為人們使用的熱能或電能。
這個(gè)人造黑洞在微波頻率下工作,不久之后便能吸收可見(jiàn)光線,是收獲太陽(yáng)能產(chǎn)生電能的一種全新方法。今年初,印度烏爾都大學(xué)的伊維根-納瑞馬諾維(Evgenii Narimanov)和亞歷山大-基爾迪謝維(Alexander Kildishev)在媒體雜志上發(fā)表一項(xiàng)研究,提出如何建造可以吸收光線的桌面黑洞的理論。這種人造黑洞可模擬宇宙黑洞,其強(qiáng)烈的重力可彎曲周?chē)臅r(shí)空,導(dǎo)致周?chē)魏挝镔|(zhì)或輻射遵循扭曲的時(shí)空,并螺旋向內(nèi)被吸收。
納瑞馬諾維和基爾迪謝維認(rèn)為,這種人造黑洞可使光線向該設(shè)備中心彎曲吸收。他們?cè)O(shè)計(jì)的人造黑洞是由包含著同軸環(huán)殼的中心柱構(gòu)成的圓柱結(jié)構(gòu)。能使光線彎曲向內(nèi)的關(guān)鍵因素在于同軸環(huán)殼的介電常數(shù),它可以影響電磁波的電成分,增大從外部至內(nèi)部表面的光滑程度,這類(lèi)似于接近黑洞的時(shí)空的彎曲度。當(dāng)同軸環(huán)殼與中心柱相接觸,同軸環(huán)的介電常數(shù)必須匹配中心柱,因此光線可以被吸收,而不是被反射。
目前,中國(guó)南京市東南大學(xué)的科學(xué)家崔鐵軍和陳強(qiáng)將納瑞馬諾維和基爾迪謝維的理論應(yīng)用為實(shí)踐,建造了一個(gè)微波頻率的“人造黑洞”。該設(shè)備采用一種“超級(jí)材料”構(gòu)造成60個(gè)同軸環(huán),據(jù)悉,超級(jí)材料曾被用于制造隱身斗篷。
每個(gè)同軸環(huán)是以不同結(jié)構(gòu)的電路板形式形成,同軸環(huán)之間彼此相連接,因此其介電常數(shù)非常平滑。外部的40個(gè)同軸環(huán)構(gòu)成外殼,內(nèi)部的20個(gè)同軸環(huán)構(gòu)成吸收體。崔鐵軍說(shuō):“當(dāng)入射的電磁波打擊該設(shè)備時(shí),電磁波將被誘導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)部的同軸環(huán),然后被吸收。在同軸環(huán)將把吸收的光線轉(zhuǎn)變成為熱量。”
納瑞馬諾維非常贊嘆中國(guó)兩位科學(xué)家建造的人造黑洞,他說(shuō):“我非常吃驚他們竟能如此快地建造完成人造黑洞!”
這個(gè)人造黑洞以相同的方法捕獲光波并不容易,可見(jiàn)光波長(zhǎng)比微波輻射的數(shù)量級(jí)要小許多。這就要求同軸環(huán)相應(yīng)地需要建造得更小一些。崔鐵軍對(duì)他們建造的人造黑洞充滿(mǎn)了信心,他說(shuō):“我期望這個(gè)光學(xué)黑洞能夠在2009年底被廣泛使用。”
像這樣的人造黑洞可用于收集太陽(yáng)能量,尤其是對(duì)于太陽(yáng)反射鏡過(guò)于漫射,難以在太陽(yáng)能電池上聚集的太陽(yáng)光線。光學(xué)人造黑洞則能夠*將這些光線吸收,并直接轉(zhuǎn)化吸收在同軸環(huán)上的太陽(yáng)能電池。納瑞馬諾維說(shuō):“如果這種設(shè)備能夠有效地工作,那么以后將不再需要采用拋物線反射鏡收集太陽(yáng)光線。”
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