快訊：單分子熱傳遞速率首次測得 向研制分子計算機邁出重要一步

摩爾定律稱，集成電路中晶體管的數量每兩年翻一番，目前認為摩爾定律已經“日薄西山”的言論層出不窮。人們普遍認為分子計算是摩爾定律的“終結者”，但研制分子計算機還面臨諸多障礙，熱傳遞就是其中之一。熱傳遞是指由于溫度差引起的能量轉移。由熱力學第二定律可知，有溫度差存在時，熱必然從高溫處傳遞到低溫處。

機械工程教授埃德加·邁霍費爾說：“熱是分子計算中的一個重要問題，因為電子元件基本上是連接兩個電極的原子串。當分子變熱時，原子會快速振動，導致原子串斷裂。”

但迄今為止，科學家一直無法測量沿這些分子的熱傳遞情況，更不用說對其進行控制了。在最新研究中，研究人員進行了第一個觀察熱量流經分子鏈速度的實驗。

近十年來，邁霍費爾團隊一直在為此做準備。他們開發了一種量熱儀，其擁有出色的熱敏性，他們將量熱計加熱到20℃—40℃。量熱計配備有一個金色電極，其擁有一個納米尺寸的尖端;另外，韓國科學家準備了一個帶有分子涂層(碳原子鏈)的室溫金電極。

他們將兩個電極放在一起，直到它們剛接觸，這使碳原子鏈上的一些原子能附著在量熱計的電極上。在電極接觸的情況下，熱量從熱量計中自由流出，然后研究人員將電極慢慢拉開，使只有碳原子鏈能連接它們。

他們用2—10個原子長的碳鏈進行了熱流實驗，但鏈的長度似乎不影響熱量通過它的速率。在室溫下，傳熱速率為量熱計和電極之間每相差1℃，傳熱約為20皮瓦(20萬億分之一瓦)。

理論預測表明，即使分子鏈變得更長，長度為100納米甚至更多，納米級的熱傳遞也是這種情況，該團隊希望厘清這一情況是否屬實。