據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國密歇根大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團隊首次測量了通過單個分子的熱傳遞速率，朝制造出分子計算機邁出重要一步。分子計算利用分子而非硅來創(chuàng)建電路，可最大化摩爾定律，使造出最強大的傳統(tǒng)計算機成為可能。

摩爾定律稱，集成電路中晶體管的數(shù)量每兩年翻一番，目前認為摩爾定律已經(jīng)“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(jié)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(zhuǎn)移。由熱力學(xué)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(dǎo)致原子串斷裂。”

但迄今為止，科學(xué)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(jīng)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(fā)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(xué)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(yù)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。