钻石的热生电及电吸热效应尖端奈米科技的奇蹟.PDF

鑽石的熱生電及電吸熱效應：尖端奈米科技的奇蹟 宋健民 中國砂輪企業股份有限公司 e-mail: sung@.tw 摘 要 「無晶鑽石」或 「奈米碳管」製成的 「電子槍陣」可以在真空中發射大量的電流。這種鑽 石「場發射面」可以製成太陽電池，其發電效率可數倍於目前最先進的半導體產品(如砷化鎵) 。 尤有進者 ，鑽石 「電子槍陣」也可製成 「靜態發電機」使用傳統的能源發電。鑽石 「電子槍陣」 也可以電子「蒸發散熱」 (Electron Radiator) ，其冷卻效率可超過傳熱最快的固體散熱片(鑽石 本身) ，因此可用以突破目前高功率IC 面對的高溫瓶頸。鑽石「電子槍陣」也可製成微機電(MEM) 的超小冰箱 。這些匪夷所思的用途將使目前浮上檯面的 「奈米科技」如虎添翼 ，加速人類邁向 物質文明的顛峰－「鑽石時代」。 排出的煙霧也危害人體的健康。產生的酸雨更造成 能源的選擇 建築的腐蝕及生物的死亡。除此之外，大氣內二氧 能量的種類繁多，包括核能、化學能、動能 、 化碳的提高還會使 「溫室效應」(Green House 位能、電能及機械能等。種種的能源中以電能最易 Effect)加劇。例如南極的氣溫自 1940年代開始就 儲存及輸送 ，可以輕易的產生各種功能，包括照 每二十年增加 1度，夏天的熱氣流已使南極冰棚不 明、傳播、保溫、運輸、計算及動作等。人類駕馭 斷崩解(圖一)，如果極地的冰凍平原持續融化，全 電能後才創造了物質文明。但物質文明使人類對電 球的海平面會因而上昇並淹沒沿岸低窪的區域。更 能的需求更加殷切。不幸的是以任何其他能源轉換 有甚者，廢氣的排放也使南極上空的臭氧層破開了 成電能都會遭遇到熱力學第二定律的阻力(見下 一個比美國面積還大的空洞，由於太陽光沒有受到 述)。其結果是不僅電能轉換不全，而且會造成環 阻攔，強烈的紫外線可以長驅直入照射到地面，南 境污染(即熱力學的「熵值」會因不平衡的變化而 半球居民罹患皮膚癌的機率因而大增。 提高)。除此之外，多種能源也有耗竭之虞 。所以 目前的諸般發電方法並沒有萬全之策。 以傳統的化學能源(如煤、石油、天燃氣)發電 會產生大量的廢氣，不僅開採能源時會破壞環境。 ■579 ■ 物理雙月刊（廿四卷四期）2002 年8 月 抗戰的炸壩事件)，因此亦非發電的良策。至於風 力發電也碰到氣候無法預測的問題，發電的成本仍 然偏高。風力發電用地很廣常會造成濫墾也使環保 亮起紅燈。其他較少用的發電方法也各有其缺點。 例如地熱發電不僅可遇而不可求，而且功率也甚 低 ，所以不切實際。而潮汐發電更是困難重重，難 以應用。至於地球上唯一號稱取之不盡的乾淨能源 －「氫融合」仍在研究階段。其可能應用的時程則 是遙遙無期。 圖一：大量燃燒化石燃料會促成極地冰雪的過度融 解而使海平面持續上昇。圖示20