第03版:科技前沿 PDF版下载

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兵在掌上阅 亮剑弹指间

科技云


■本期观察:姜 涵 龙轩磊 任增荣

触手可亮——

陶瓷手电筒

每一个人身上时刻都散发着热量,但一般情况下这些热量大部分会白白散失掉。最近,加拿大一名15岁少女发明了一台体温供能手电筒工作原型机,Lumen手电筒正是在此基础上应运而生。

这款手电筒的工作原理是利用体温与周围环境的温差,将热能转化为电能。在其上配有一块小陶瓷棒做成的热发生器,使用时只需要将手指放在陶瓷棒上,发电装置即能产生3V感应电压,形成15mA电流,直接为手电筒供电,剩余的电量会自动存储在内部电容中。比起传统手电筒,这款陶瓷手电筒功率偏小,但光通量更大,便于在昏暗情况下找寻物体、安全导航以及在黑暗中阅读。

不再移除——

陶瓷生物钉

通常,遭遇严重骨折时医生要使用钛制或钢制螺钉来固定。这些异物在体内容易引发不适症状,装拆起来也特别麻烦。最近,德国科研人员研制出一种新的生物陶瓷螺钉,将使这种麻烦成为历史。

这种新材料由磷酸钙或羟基磷灰石组成,与人体骨骼成分基本一致,可代替当今使用的金属部件。它很容易与骨骼融合,而且不必再被移除。与传统的医用钛螺钉或聚合物螺钉不同,这种新材料螺钉不是被拧进骨头里,而是被小心锤入,不仅减少了对病人的伤害,还将缩短患者的麻醉时间。

研究人员介绍,羟基磷灰石粉末还可与3D打印机结合使用,从而更好地满足病人的特定需求。

无需冷却——

陶瓷发动机

长期以来,发动机温度过高、冷却周期长一直是困扰制造商的难题,人们一直在追求一种更加理想的材料来代替发动机所用的部分金属材料。针对这一问题,日本一家公司研制出氮化硅陶瓷发动机,并在汽车和航空领域率先使用。

传统发动机当温度超过1000℃时,就无法长时间运转,所以要有散热冷却装置。而陶瓷发动机耐热性能好,在1200-1500℃的高温条件下仍能正常运转。它不需要散热器、风扇等零部件,去掉散热装置既可减轻重量,又可简化发动机的机械结构,还可降低30%油耗。另外,陶瓷的比重远低于金属,使发动机重量大大减轻。加上工业塑料等新材料的广泛应用,陶瓷发动机未来将有不错的发展前景。

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