美國麻省理工學(xué)院（MIT）研究人員開發(fā)出一種新方法，能利用液體的溫度梯度來推動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)。他們還通過實(shí)驗(yàn)首次演示了物體表面和周圍液體之間的溫差能產(chǎn)生推力運(yùn)動(dòng)??這種效應(yīng)可以廣泛擴(kuò)展到自然界，是一種很有潛力的未來技術(shù)。在自然界，這種機(jī)制會(huì)影響冰山在海面的漂浮，巖石在地下巖漿中的運(yùn)動(dòng)等。相關(guān)論文發(fā)表在本周出版的《物理評(píng)論快報(bào)》上。

      據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道，這是MIT機(jī)械工程副教授托馬斯?皮科克和同事在研究其他溫差效應(yīng)，如峽谷冰川上方風(fēng)的形成時(shí)意外發(fā)現(xiàn)的。研究人員解釋說，液體邊界被加熱或制冷時(shí)，邊界與液體之間形成了溫差?！叭藗円恢痹诠潭ǖ奈矬w上研究這種現(xiàn)象?！逼た瓶苏f，“如果能把這種液體引向一個(gè)漂浮物體的邊界，就能產(chǎn)生推動(dòng)力?！?/P>

      皮科克4年前首次研究這一想法，當(dāng)時(shí)集中在擴(kuò)散引起的緩慢流動(dòng)上。但擴(kuò)散很慢，最終產(chǎn)生的推力可能太小而無法利用。他們設(shè)計(jì)完善的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)克服了很大困難。在開始實(shí)驗(yàn)前，要讓水箱中的水和上面的漂浮物體完全靜止，然后設(shè)計(jì)出只會(huì)加熱物體而不會(huì)產(chǎn)生漣漪或運(yùn)動(dòng)的方法。最后，研究小組設(shè)計(jì)了一種約5英寸長的金屬楔，其中含有遙控加熱元件。

      這種效應(yīng)本身極其簡單，皮科克解釋說：“給物體表面加熱或制冷，就會(huì)改變與物體接觸的液體密度。”峽谷里的風(fēng)就是這樣，金屬楔就好比冰川或峽谷山壁，被陽光加熱，包圍的水就好比峽谷的風(fēng)。

      液體密度變化在固體表面形成了流動(dòng)，皮科克說：“這種流動(dòng)使一邊比另一邊壓力更大，產(chǎn)生了受力不平衡?！庇纱藢⑽矬w從高壓一邊推向低壓一邊。物體浸沒在液體任意位置都適用這種現(xiàn)象，只是它的溫度不同。皮科克說，描述對(duì)流的基本方程眾所周知，“人們研究對(duì)流已經(jīng)超過100年，但一直還沒人想到這一點(diǎn)。”

      劍橋大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)家和理論物理學(xué)家科爾姆-席勒?考菲爾德說，這種現(xiàn)象一直被人們忽視了。“這是一類自然發(fā)生的過程，如今被發(fā)現(xiàn)、演示并首次得到解釋說明，這是重要的發(fā)現(xiàn)。”他并未參與本研究。這種效應(yīng)可以應(yīng)用到大系統(tǒng)中，“其原理是我們理解和模擬環(huán)境與工業(yè)中各種流動(dòng)的關(guān)鍵。”

      皮科克正在準(zhǔn)備后續(xù)實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證“這種效應(yīng)能否應(yīng)用在工程傳感中”。他說，該方法在控制粒子通過微流設(shè)備、研究巖漿中物質(zhì)流動(dòng)方面也非常有用，甚至造出某些生物可利用的東西：如果一個(gè)很小的生物能靠自身加熱或制冷來推動(dòng)自己運(yùn)動(dòng)，這可能帶來一種重要的機(jī)制。