日常生活中通常是用溫度計(jì)接觸物體來(lái)測(cè)量其溫度，然而，測(cè)量比人發(fā)絲的寬度要小1000倍的納米級(jí)物體的溫度，卻是一個(gè)非常棘手的任務(wù)。現(xiàn)在，英國(guó)埃克塞特大學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院的研究小組開發(fā)出一種方法，可在納米級(jí)物體的表面溫度與周圍環(huán)境有所不同時(shí)，通過(guò)分析它們?cè)诳諝庵芯o張的運(yùn)動(dòng)即布朗運(yùn)動(dòng)，來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量其溫度。該研究成果發(fā)表在最新一期的《自然?納米技術(shù)》上。

      1827年，蘇格蘭植物學(xué)家羅伯特?布朗發(fā)現(xiàn)水中的花粉及其他懸浮的微小顆粒不停地做不規(guī)則的曲線運(yùn)動(dòng)，稱為布朗運(yùn)動(dòng)。人們長(zhǎng)期都不解其中原理。50年后，J?德耳索提出，這些微小顆粒是受到周圍分子的不平衡碰撞而導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)。這在后來(lái)得到愛因斯坦的研究證明。布朗運(yùn)動(dòng)也就成為分子運(yùn)動(dòng)論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。

      當(dāng)溫度升高，液體分子的運(yùn)動(dòng)越劇烈，同一瞬間來(lái)自各個(gè)不同方向的液體分子對(duì)顆粒撞擊力就越大，小顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變也就越快。故溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。由此，該研究小組發(fā)現(xiàn)，納米級(jí)物體的表面溫度可以通過(guò)分析其布朗運(yùn)動(dòng)而確定。

      ?？巳卮髮W(xué)天文學(xué)系量子信息理論家珍妮特?安德斯博士說(shuō)：“這種運(yùn)動(dòng)是由與空氣碰撞的分子引發(fā)的。研究發(fā)現(xiàn)這種碰撞的影響攜帶了物體表面溫度的信息，通過(guò)觀察其布朗運(yùn)動(dòng)，可識(shí)別這些信息和推斷溫度?！?/P>

      據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)、物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，研究人員捕獲在激光束中的玻璃納米球，令其懸浮在空氣中后加熱至融化，借此觀察這些納米級(jí)物體的升溫。這種技術(shù)甚至可以辨別穿過(guò)微小球體表面的不同溫度。

      倫敦大學(xué)學(xué)院詹姆斯?米倫博士說(shuō)：“在納米尺度，與空氣碰撞的分子有很大的不同。通過(guò)測(cè)量納米粒子和周圍空氣之間能量如何轉(zhuǎn)移，我們學(xué)到了很多?！?/P>

      對(duì)于許多納米技術(shù)設(shè)備，精確了解其溫度尤為必要，因?yàn)樗鼈兊倪\(yùn)作在很大程度上依賴于溫度。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)也有助于目前正努力把大的物體引入量子疊加態(tài)的研究。未來(lái)其可進(jìn)一步影響大氣中氣溶膠的研究，并為控制環(huán)境平衡過(guò)程的研究打開了一扇門。