李穩根：兩次「轉身」 煉成電力電子「小巨人」
2026-02-03 19:42 1,694次浏览上海首個約1.5萬方實景示範區
北京8月14日電 (記者 孫自法)國際學術期刊《自然》最新發表一篇工程學論文稱，研究人員研發出一種小型太陽能漂浮裝置，或可在大氣層高處支持相關儀器設備。這種裝置利用光泳無需傳統燃料維持高度，可用於空間天氣監測和火星探索等，應用潛力巨大。 該論文介紹，光泳(Photophoresis)是一種氣體(或液體)中懸浮的顆粒被光加熱後產生的運動力，人們已經知道這種原理超過百年，但直到近期才開始探索它的實際用途。在地球大氣層上層，空氣十分稀薄，光泳的力強到足以讓小型物體漂浮。但迄今為止，大多數實驗都集中在非常小而輕的材料上，將之擴展到更大、更實用的大型設備一直是個挑戰。 本次研究成果及相關應用的想像示意圖(圖片來自論文)。施普林格·自然 供圖 在本項研究中，論文通訊作者、美國哈佛大學Benjamin C. Schafer和同事及合作者設計建造了一種新型飛行結構，由兩片薄而多孔的膜通過微小的垂直支撐連接而成。結合計算機建模和實驗室實驗優化光泳力後，他們製作出一個寬1釐米的圓盤，能夠在與高空陽光強度相當的光照下懸浮。 論文作者還提出一種3釐米寬的版本，計算機模型顯示它白天在75公裡高空能夠攜帶10毫克的載重，足以支撐包含射頻天線、太陽能電池和集成電路的小型通信系統。 論文作者總結表示，這項研究發現凸顯了光泳飛行作為監測地球大氣甚至探索其他行星的工具的潛力。他們認為，現在的火星運輸成本每公斤超過10萬美元，而相比專門的火星衛星，光泳裝置在尺寸、重量和功耗方面均有顯著優勢，未來可用於執行傳感和通信任務。 他們透露，光泳飛行器未來的設計，可以包含導航系統、增加載荷能力和運行時長，以及執行更大規模的任務。(完)
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