終身不用充電的微型核電池

張唯誠

    ①普通化學(xué)電池壽命有限，須經(jīng)常更換，尤其在微型設(shè)備中，顯得更加突出，為解決這個問題。人們一直在研制微型核能電池。2009年底，美國一家公司宣布說，他們已研制出一款新型微型核能電池，可為微小裝置提供持久的電能，其工作時間可長達25年。另一組來自美國密蘇里大學(xué)的科學(xué)家不久前也宣布，他們開發(fā)了一種只有錢幣大小的核能電池，其突破在于采用新技術(shù)進一步縮小了微型核能電池的體積并且延長了芯片的壽命。

    ②在現(xiàn)階段，微型核能電池還不能驅(qū)動筆記本電腦和手機，這是因為它們產(chǎn)生的電能還太小，甚至只能以毫微瓦計算，而1毫微瓦只相當(dāng)于1瓦的十億分之一。不過即使這樣，微型核能電池也已經(jīng)大有用場了。這種電池將有望應(yīng)用于“耗能極低的可植入裝置”中，它可以幫助醫(yī)生長期監(jiān)視病人的健康狀況；它們還可用于驅(qū)動微小的機電裝置和其他極小的電子設(shè)備；以核能電池驅(qū)動的傳感器可長期監(jiān)測橋梁、道路和建筑物的使用狀態(tài)，民用航班也可用這種傳感器監(jiān)測飛機的機械故障。

    ③核能電池并不是新事物，此前已經(jīng)應(yīng)用于軍事或者航空航天領(lǐng)域，只是體積往往很大，而現(xiàn)在微型機電系統(tǒng)和納米級機電系統(tǒng)已成為科學(xué)研究的熱門領(lǐng)域，人們因此需要體積更小的核能電池為它們提供持久的電能，至于筆記本電腦和手機等民用電子裝置對這種電池就更是期待了。

④對于核能電池是否安全的問題，人們大可放心，因為它們的能量由放射性同位素的自然衰變而產(chǎn)生，這種衰變由物質(zhì)中不穩(wěn)定的原子核放射出粒子及能量所導(dǎo)致。當(dāng)放射性同位素發(fā)生衰變時，它們釋放出帶電粒子，而半導(dǎo)體，例如硅，則能捕獲這些粒子，從而產(chǎn)生電流。這個過程很像太陽能電池板從陽光中捕獲光子并將它們轉(zhuǎn)變成電流的過程。核能電池正是利用放射性同位素衰變會釋放出能量的原理制成的。

    ⑤核能電池的工作時間可以持續(xù)得很長，這是普通的化學(xué)電池所無法比擬的。在許多情況下，電池和設(shè)備必須是一次性的，根本不容更換，例如深海傳感器、太空探測器以及一些植入人體內(nèi)的醫(yī)療裝置等�？茖W(xué)家們認為，微型核能電池潛在工作時間可達幾百年甚至更長。

　  ⑥微型核能電池雖然有不少優(yōu)勢，但它們還無法像普通化學(xué)電池那樣在我們的日常生活中得到普遍的應(yīng)用，這是因為還有些關(guān)鍵性問題不得不解決，如核能電池的體積總是過大，而減小體積電量又太小，要解決這類問題，科學(xué)家們必須拿出巧妙的辦法來。

    ⑦電量小是因為硅芯片產(chǎn)生電流的面積小，而加大面積又會使電池變得過大。解決這個問題的途徑可以是尋找新的更有效率的材料，但美國羅徹斯特大學(xué)的研究小組則青睞于另外一種方法。他們意識到，在自然衰變中發(fā)出的放射性同位素，例如氚（氫的一種同位素），有一半并沒有被硅捕捉到，這種情況有點類似于太陽發(fā)出的光子絕大部分都散發(fā)到宇宙中去了，而我們地球接收到的只是其中極小一部分一樣。于是，他們決定想辦法讓硅捕獲更多的粒子，方法是在硅上面弄出許多坑來，從而在有限的平面上獲得更大的表面積。

    ⑧科學(xué)家形容說，這些坑就好像是一些深井，而放射性的氚氣則會充斥于這些深井中，如此一來，產(chǎn)生電流的面積便可以成倍地增加了。不過這些“深井”其實小得令人難以置信，“井口”寬約1微米，深約40微米，要挖這樣的井，需有賴于一種名為“蝕刻”的技術(shù)�？茖W(xué)家說，他們用這種方法使電量提高了10倍，而一種更先進的“挖井”方法還將會使電量提高160倍。

    ⑨不過提高核能電池的功效，縮小電池體積的目標并非僅靠“挖井”一種方法就可以完全達到。在過去的很長時間里，人們主要使用硅半導(dǎo)體作為芯片的材料，而美國這家公司新推出的“微核”則使用了碳化硅，其芯片很小，而抵抗放射性損害的能力則更強；他們還在試驗用疊放芯片的方法提高電量，據(jù)說這樣產(chǎn)生的電流可以達到1微瓦或者百萬分之一瓦；他們的另一個舉措是嘗試用新的放射性同位素，例如钷-147，據(jù)說這種同位素能為未來的核能電池提供更多的能量。至于密蘇里大學(xué)，他們的創(chuàng)新之處在于使用了液體芯片，這也使得芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更不容易因粒子衰變而受到破壞了。

    ⑩如果未來的某一天，微型核能電池在我們的日常生活中得到廣泛的應(yīng)用，那時我們的手機和筆記本電腦就可以終身不用充電了。

                                                 （選自《百科知識》2011年第4期）

（1）與普通電池相比，微型核能電池有哪些優(yōu)越性？

     答： 　                                                                            

（2）第②段中的畫線句子使用了什么說明方法？有什么作用？

     答： 　

（3）科學(xué)家們是如何解決微型電池“減小體積電量又太小”這一問題的？

     答： 　                                                                          

（4）第⑧段中加點的詞語能否刪去？為什么？

    “井口”寬約1微米，深約40微米。

     答： 　                                                                               

（5）核能是一種新型能源，給人類帶來了福音，但是如何合理利用核能，已經(jīng)成為人們熱切關(guān)注的問題，請你就合理利用核能提幾條建議。（不少于兩條）

答： 　                                                                               

快遞與電子商務(wù)

①從山東來京打工的陰法勇2004年剛當(dāng)上快遞員那會兒，每天在豐臺區(qū)的三個鎮(zhèn)之間騎車跑上五六十公里，也只能攬來三四個快件。但如今，陰法勇每天只去一家企業(yè)收件。他說：“這家企業(yè)的網(wǎng)上購物生意，每天都能發(fā)七八十個快件。光這一家我就快忙不過來了�！�

②最早，民營快遞的發(fā)展速度并不快。從2005年起，隨著電子商務(wù)的迅猛發(fā)展，其對快遞業(yè)的正面影響開始顯現(xiàn)。當(dāng)年，圓通、申通、中通和韻達速遞工資先后和淘寶簽約，成為淘寶推薦的物流企業(yè)。電子商務(wù)中的網(wǎng)購迅速成為這些大型快遞企業(yè)的主要業(yè)務(wù)來源。最高峰時，圓通70%的業(yè)務(wù)量都來自淘寶。對一些小型快遞企業(yè)而言，電子商務(wù)產(chǎn)生的業(yè)務(wù)量甚至占其業(yè)務(wù)總量的90%-100%。在電子商務(wù)迅猛發(fā)展的形勢下，近幾年，快遞業(yè)務(wù)收入每年都有20%只有的增長。

③然而，“成也電子商務(wù)，敗也電子商務(wù)”。電子商務(wù)在給快遞業(yè)帶來機遇的同時，也對其服務(wù)能力提出了挑戰(zhàn)。

④首先，迅猛發(fā)展的電子商務(wù)使急于搶占這個市場的快遞業(yè)打起了價格戰(zhàn)。七八年前，北京同城快遞起價為10元左右，后來一度降至5元，DDS快遞公司甚至曾打出上海同城快遞2.8元的超低價。這種情況導(dǎo)致導(dǎo)致快遞企業(yè)利潤積累緩慢，擴大再生產(chǎn)能力不足，無法滿足越來越大的市場需求，抗風(fēng)險能力漸弱。先是DDS公司在業(yè)務(wù)激增的沖擊下，因入不敷出倒閉。之后是去年11月11日淘寶大促銷，一天就產(chǎn)生了1000多萬件快遞量，讓快遞企業(yè)也招架不住。造成混亂局面。

⑤其次，近兩年來的電子商務(wù)和快遞業(yè)成為一根繩上的兩只蚱蜢，電子商務(wù)跳得太快，而快遞業(yè)被拽得踉踉蹌蹌。在管理上出現(xiàn)脫節(jié)情況�？爝f企業(yè)來不及興建倉庫，購置車輛和培訓(xùn)人員，往往采用特許加盟的方式擴大規(guī)模。這種方式雖然能快速擴大企業(yè)的派送范圍，卻難以提高企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，快件延誤、損毀或丟失的現(xiàn)象時常發(fā)生。特別是電子商務(wù)多從東部沿海地區(qū)向中西部地區(qū)發(fā)貨，導(dǎo)致中西部地區(qū)派送任務(wù)重，攬收收入低，派送不積極，設(shè)計快件丟失、損毀和延誤的投訴居高不下。

⑥如今，快遞服務(wù)質(zhì)量已成為制約行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。為突破這一瓶頸，電子商務(wù)企業(yè)開始將觸角伸至快遞業(yè)：有的入股快遞企業(yè)，有的開始自建物流。今年初，電子商務(wù)巨頭阿里巴巴集團也宣稱將通過“物流寶”平臺大力推進物流信息管理系統(tǒng)建設(shè)，并投入上百億元興建全國性倉儲網(wǎng)絡(luò)平臺。專家預(yù)計，該平臺一旦建成，對快遞業(yè)將產(chǎn)生深遠影響�？偟膩碇v是會緩解快遞業(yè)的供需矛盾。大量跨省快遞將轉(zhuǎn)變?yōu)橥�城快遞，租不到飛機、火車而影響寄遞速度的情況，以及長距離運輸造成的快件損毀情況或?qū)⑾鄳?yīng)減少，網(wǎng)購快遞服務(wù)質(zhì)量也有望因此提升。在這種情況下，加盟企業(yè)或?qū)⒓娂娦�布獨立，產(chǎn)業(yè)集中度也可能因此降低，快遞業(yè)將重新“洗牌”。

1.請你說說選文①段在文中的作用。（4分）

2.選文②段用了哪兩種說明方法？有什么作用？（4分）

3.選文④段中加點的“甚至”刪掉好不好？為什么？（3分）

4.請根據(jù)選文④⑤段內(nèi)容簡要說明快遞業(yè)“敗也電子商務(wù)”的原因。（4分）