每秒振动10万次：超振动纳米弦的振动时间比任何固态材料都要长

“想象一下，一个秋千一旦被推动，就会持续摆动近100年，因为它几乎没有通过绳子损失任何能量。”代尔夫特理工大学（Delft University of Technology）的一名研究人员说，他已经帮助他的团队在纳米尺度上完成了一项类似的壮举。

在制造超振动纳米弦的过程中，诺尔特和他的代尔夫特理工大学的同事们，以及布朗大学的科学家们，将一股极具弹性的氮化硅（Si3N4）拉伸到3厘米长，同时保持其厚度仅为70纳米。研究人员在《自然通讯》上发表的一篇论文中写道，这“相当于可靠地生产出厚度为1毫米的陶瓷结构，悬浮在近半公里的高空。”

同样来自代尔夫特理工大学的研究合著者安德里亚·库比蒂诺说：“我们的制造过程与当今纳米技术的可能方向不同。”

她补充说：“这种极端的结构只有在纳米尺度上才可行，因为重力和重量的影响是不同的。这种结构在我们的日常尺度上是不可实现的，但在用于测量物理量（如压力、温度、加速度和磁场）的微型设备中特别有用，我们称之为MEMS传感。”

一旦纳米线被制造出来，它们就被夹在微芯片上。然后，这些弦被证明能够在环境温度下每秒振动10万次而不会失去太多动量。这样的壮举以前只在接近绝对零度的材料中表现出来。

代尔夫特大学的报告称：“新开发的纳米线拥有在室温环境中夹紧物体的最高机械质量系数；在它们的情况下，夹紧在微芯片上。”

诺尔特补充说，纳米弦令人难以置信的振动能力是由于它们的结构和组成，这使得能量很难泄漏，也很难被环境噪音进入。

他说：“这项创新对于研究室温下的宏观量子现象至关重要 —— 在这种环境下，这种现象以前被噪音掩盖了。虽然量子力学的奇怪定律通常只在单个原子中出现，但纳米弦将自己与我们日常的基于热的振动噪声隔离开来的能力，使它们能够打开一扇窗户，了解自己的量子特征；由数十亿个原子组成的弦。在日常环境中，这种能力将对基于量子的传感有有趣的用途。”

研究人员说，他们的发现可能会导致下一代麦克风和其他纳米级声学设备，或者可以用来制造先进的导航加速度计。高纵横比机械谐振器，也被称为纳米线，也经常用于精密传感设备，如宏观波探测器。

在他们的论文中，科学家们还指出，与他们创造的纳米弦具有相同性质的纳米弦，可以帮助研究暗物质，研究熵和时间，以及理解被称为卡西米尔效应的量子现象。

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