2010年1月28日
相变——物质从一种状态到另一种状态的变化而不改变其化学组成——是我们三维世界中生命的重要组成部分。水以雪的形式落在地上，融化成液体，最终蒸发回云层，开始新的循环。
现在，一组科学家设计出了一种新方法，来探索这种相变是如何在不到三维的、只有几个原子的水平上起作用的。他们希望这项技术能对目前为止还只是纯理论物理的某些方面的测试有所帮助，他们也希望这项技术能在非常微小的尺度上有实际应用，比如在细胞膜上。
它们与单壁碳纳米管合作，极薄，空心石墨结构，可以这么微小地是它们几乎一定的一维，研究氩气和氪原子的相变行为。
“物理学在少于三个维度的情况下可以完全不同，”物理学副教授David Cobden说华盛顿大学一篇论文的通讯作者描述了周五（29日）在科学上发表的工作。欧洲杯线上买球
共同作者是来自华盛顿大学的王增辉、魏江、彼得·莫尔斯、J. Gregory Dash和奥斯卡·维尔切斯。
在他们的观察中，研究小组使用了碳纳米管，这是一种有一定厚度但非常接近一维的微观圆柱体。
相变改变原子的密度。在蒸汽形式中，原子较少，排列松散。液体有更多的原子，它们更紧密。固体是由原子紧密排列而成的晶体。为了确定氩和氪原子的相，研究人员使用碳纳米管，就像在一个烦恼上拉吉他弦一样。附近的导电金属施加电场使弦振动，科学家们测量了振动频率改变时的电流“听”——粘在纳米管表面的原子质量越大，产生的频率就越低。
“你倾听这个纳米吉他，随着球场下降你知道的是粘附在表面上的原子，”哥斯顿说。“原则上你可以听到一个原子落在管上 - 这是敏感的。”
研究人员还发现，当氪原子粘在纳米管表面时，纳米管的电阻发生了变化。
在未来，科学家们希望能够看到原子在填充碳纳米管时，如何通过不同的相变相互反应，以及它们如何与纳米管的纯碳石墨相互作用。他们希望在接近一维和二维或三维的实验中看到一些显著的差异。
“例如，物质可以在3-D和2-D中冻结，但理论上它不应该在1-D中冻结，”科布登说。
除了为物理理论提供测试床之外，该工作还可用于传感应用，例如各种流体环境中的纳米级测量，检查细胞膜内的功能或在神经内探测。
“纳米管允许您在亚细胞水平探测事物，”Cobden说。
该工作由国家科学基金会，美国化学学会石油研究基金，UW Royall C欧洲杯线上买球hinese基金和UW大学倡议基金资助。