补记：

张江敏：光压----记一个美丽的误解  （2015-04-08）
http://blog.sciencenet.cn/blog-100379-880679.html
jiyang1971  2015-6-24 04:46    您怎么想到写这篇文章的?跟南开的工作有关吗?
巧合吗?
我还推荐过，可是都没印象了
博主回复(2015-6-24 14:54)：我不知道南开的工作。我是看到网上crookes辐射计的视频写的。

戴德昌博文（里面有克鲁克斯辐射计在转动的图片）
http://blog.sciencenet.cn/blog-99360-900140.html  

2015-06-24

随便谈谈南开大学科研团队研制出“光驱动”石墨烯材料这件事吧。

前几天我看到了这个新闻，觉得不对劲，就去把Nature Photonics上的原文找来读了读，发现他们的解释有问题。这种事情多得很，没必要大惊小怪的，所以也就没有放在心上。当时我不知道这条新闻还登上了CCTV，否则，也许会写篇博文呢。昨天看了陈学雷和雷奕安两位博主的文章及其后面的评论，觉得很多网客也许还不大搞得清楚，就随便写几句话吧。

我说该文章的解释有问题，原因大致如下：

块材料的质量0.86mg，2秒钟上升了40cm，对应能量3uJ；光功率1W，2秒钟能量 2J。

如果靠电子的反冲，那么：百万分之1.5的能量要转移给块材料；材料里千分之6的电子都要被打出去（1个电子对应于两个核子，即1个质子和1个中子），也就是大约3x10^18个电子要被打出去，带电量变为0.5C，太牛了；光电子发射的量子效率50%，关键还不在这里，而是这些电子把100%的能量都带走了（这种东西，吸收的光能量至少90%要转化为热能的）。

      这里涉及的数字要么来自于原文，要么来自于中学物理的简单推论，就不详细讲了。

      驱动飞船（这里是石墨烯材料）往前跑，只有两种方式：往飞船后面扔东西，我们熟悉的火箭就是这样；用光来驱动，把光的动量转化为火箭前行的速度，这就是所谓的光压。如果我们把光也看作是东西的话，后者也一样是往飞船后面扔东西，只不过这时候扔的东西是光而已。在此过程中，动量是守恒的，东西往后跑的动量等于飞船往前飞的动量。这个动量就是E/v，其中E是后抛体的能量，v是其速度。如果是火箭方式，这个速度只有几百米每秒，而对于光压方式，这个速度是30万公里每秒。所以，对于同样的能量，光压方式提供的动量要小得多。这篇文章认为，往后喷射的是电子，因为材料在真空里，而且材料质量经过多次试验后没有变化。电子的速度比光慢多了，所以动量确实可能比光要大许多。但是，他们错了。

      说说石墨烯飞船往前跑的原因吧：

      他们的真空系统是靠抽气实现的，所谓的真空也只有10^-3到10^-4Torr，真空度并不高的，气体吸附和脱附必然是需要考虑的问题，可惜他们没有考虑。激光从下方照射石墨烯块材料(其实应该是多孔介质)，气体脱附就会把石墨烯往前推。

      谈谈脱附。气体分子总是不停地碰到样品上，立刻（或者过一会儿）再离开，这是个动态平衡过程。如果气体与物体处于热平衡，物体得不到净动量，否则，就会得到动量。考虑一个双面物体，一侧热，一侧冷，那么，这个物体放在空气中，就会往前跑（从热到冷的方向）。

      再来一点简单的估算吧。气压0.1帕，面积10mm^2，材料两侧温差就算30度吧（这样好算些），这样材料受到的净压力大约是0.1uN，材料质量是1mg，这样的加速度就会达到0.1m/s^2，差不多够了(这种估算大概会差出一两个数量级,而且我们还没有考虑光照射前就吸附的气体)。由此可见所谓的真空根本就不够空。这个材料也不需要石墨烯，任何导热不是特别好的吸热材料，都可以的。

      总结一下。该小组确实观测到了光照可以让石墨烯材料往前跑，但是他们的解释是有问题的：他们忽略了真空环境中的残余气体。

他们把简单的事情想得太复杂了。

当然，气体脱附这种解释太简单，肯定没有任何宣传效果。

PS：科学网新闻和博客是不同的编辑在负责，彼此也不怎么通气。

中国新材料靠光驱动飞行 或用于星际航行
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2015/6/321263.shtm

PPS：

他们在大气环境下也观测到类似现象

放在真空里是为了排除空气的影响

但是没有想到，残余气体的作用仍然不能忽略

就是一个没想到而已，这种事情经常发生的，

谁也不可能保证自己不碰上，有些倒霉了

如果不是宣传的这么猛，也没有谁在意
NatureScience上这种事情，哪个月没有啊？

科普不可能完全正确的，科学研究出点问题太正常了

大家只能是说不故意去做，另外就是不要太轻易地相信重大发现

非同寻常的结论需要非同寻常的证据，如此而已

这件事就是赶上了而已

作者们想错了，审稿人也忽略了，编辑也没意见

石墨烯又这么火，太空航行更是引人注目

这些因素凑到一起了

然后就火了呗

其实这种事情很常见的，什么时候没有啊？

滔滔者天下皆是也  

居然头条了，有点意外

还改了题目，我不高兴：本来我的题目就是不想太引人注意的

做研究出点错误，是常事，又不是故意的

人非圣贤，孰能无过？

科学网博客的博文初审、栏目选文、博文精选和博文置顶似乎是不同的编辑做的，也许是按级别划分责任的