陈学雷
用石墨烯实现“光驱动”飞行的后续讨论总结: 精选
2015-6-23 11:48
阅读:18910

昨天我贴出了关于对南开大学小组“光驱动石墨烯”的质疑,

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3061&do=blog&id=899676

贴出之后,发现我的好朋友雷奕安教授不约而同也贴出了一篇类似的分析,比我稍早贴在科学网博客上,见

http://blog.sciencenet.cn/blog-268546-899668.html。我和雷教授都暂且接受了南开小组的解释,也就是认为光电效应提供了推力,但认为这一方式会使石墨烯带电,推动无法持续,因此无法用于驱动太空飞行,这只是质疑此结果的应用价值和新闻报导,并未怀疑这一结果本身。


姬扬教授则怀疑南开小组对实验的整个解释,见 http://blog.sciencenet.cn/blog-1319915-899915.html

他认为,如果是光电效应产生推力,做一些估计,发射出的电子总量至少为3x10^18个,石墨烯将带上0.5库伦的正电,对电磁学有点概念的人都知道带这么多电荷是比较难的(他没有给出具体推导,我自己简单估计了一下,如果光电子的动能为1eV,要获得所需的动量,所需的电子约5x10^18,与之同一数量级)。因此他认为南开小组的解释就是错的。姬教授认为,这一现象是气体脱附引起的:有一些气体分子或原子本来附着在石墨烯材料上,通过光照实现局部加热,这些气体分子原子会从附着的地方飞出,其反作用力可以实现推进。如果这个现象的解释是这样的,那么似乎太没有技术含量,恐怕发不了好杂志和上新闻。


不过,smileboy在给我的评论中指出:“首先,该文章中提到在激光照射前后graphenesponge质量未发生变化,并在补充材料中进行了详细说明;其次,样品在800℃氩气环境下退火一小时,气体吸附的可能性已然很小”。因此,这个气体吸附解释是否正确,还需要进一步讨论。 


另一方面,据刘杨博主说他曾和南开大学陈永胜教授当面交流,陈教授说“当石墨烯本身不接地时,用光打一段时间之后石墨烯就不会再动了;而如果石墨烯本身是接地的,则由于电子源源不断的补充,用激光打在石墨烯上时,石墨烯会一直移动。”不知道他们是真的做了这个实验,还是仅仅是理论推测。如果他们真的做了这个实验,那么这是对他们自己解释的一个有力支持。虽然如姬教授所说,根据一般经验这么一小片石墨烯带这么大量的电荷似乎有点不可能,但这毕竟只是根据一般经验而已,最终还是要实验来检验。

 

还有一些博主在评论中也给出了一些可能的解释,但往往有一些误解,或者猜测的成分比较大,就不一一评述了。


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