Dây lượng tử là gì?

Một dây lượng tử là cáp hoặc dây, thường có chức năng tương tự như dây đồng, nhưng được làm bằng ống nano của một nguyên tố cụ thể, thường là carbon.Dây lượng tử thường là dây dẫn, nhưng cũng có thể được làm thành chất cách điện hoặc chất bán dẫn.Các dây này là lý tưởng cho các chức năng nối dây điện và sử dụng trên tàu vũ trụ vì chúng nhỏ hơn và nhẹ hơn so với các đối tác kim loại của chúng.Tuy nhiên, chúng đắt tiền để sản xuất. Các ống nano là các ống kính hiển vi nhân tạo có đường kính 1 nanomet, có kích thước 1 tỷ đồng.So sánh, đường kính của một sợi tóc người được đo bằng micromet, lớn hơn gấp 1.000 lần so với nanomet.Các ống nano không chỉ được sử dụng để tạo ra dây lượng tử, mà còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học, bao gồm cả nghiên cứu y học.

Được phát hiện vào năm 1991, ống nano được chế tạo khi một tia laser được bắn vào một chất tinh khiết, chẳng hạn như carbon.Ban đầu đây là một quá trình dài với nhiều ống nano tiềm năng bị loại bỏ vì chúng không phù hợp với các yêu cầu kích thước, nhưng các nhà nghiên cứu đại học gạo đã hoàn thiện một quá trình tạo ra các ống nano có kích thước phù hợp vào năm 1996.dây, có độ dẫn cao hơn dây đồng, dây dẫn kim loại tốt nhất của điện.Về lý thuyết, một dây lượng tử có một phần sáu trọng lượng của dây đồng và có thể dẫn điện hiệu quả gấp mười lần.Dây lượng tử kim loại có thể được làm từ niken (NI) hoặc vàng (AU).Các dây này phần lớn vẫn còn thử nghiệm, nhưng đã sử dụng trong thiết bị điện tử và quang học.Tuy nhiên, có thể là loại dây lượng tử thú vị nhất về mặt khoa học, là những loại được làm từ ống nano carbon.Năm 2005, Đại học Rice đang tiến hành nghiên cứu sâu rộng để chế tạo dây lượng tử từ ống nano carbon, sử dụng khoản tài trợ 11 triệu đô la Mỹ (USD) từ Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia Hoa Kỳ (NASA).Dự kiến sẽ được hoàn thành vào năm 2010, Đại học Rice được giao nhiệm vụ tạo ra dây lượng tử đủ lâu để được sử dụng trong tàu vũ trụ.Vì các dây nhẹ hơn và hiệu quả hơn, NASA và các nhà khoa học khác, tin rằng dây lượng tử có thể là công cụ cho phép tàu vũ trụ di chuyển xa hơn vào không gian vì mỗi pound đều tốn kém hơn nhiên liệu.Các nhà khoa học có vấn đề sản xuất đủ ống nano để tạo ra các dây dài, tuy nhiên, vì hình dạng ống nano rất cụ thể, được gọi là ghế cánh tay, là cần thiết để xoắn chúng thành dây.Trong năm 2005, chỉ có hai phần trăm ống nano có hình dạng chính xác để sử dụng.Tuy nhiên, tính đến năm 2010, các nhà nghiên cứu của Đại học Rice đã đạt được tiến bộ đáng kể trong việc giải quyết vấn đề, nhưng vẫn cần nghiên cứu nhiều hơn.