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金星9号拍摄的金星表面彩色图像。金星是一个环境尤其恶劣的星球，电子系统很难在其酷热环境中存活（来源：NASA） 你拥有过的每一款电子设备都有一个关键弱点。当温度超过约200摄氏度时，它就会开始失效。你的手机、汽车的电脑、此刻正在你头顶轨道运行的卫星——所有这些设备的设计中都存在着相同的热极限。几十年来，这个极限一直是工程学中最顽固的难题之一。近期，南加州大学的一个团队或许刚刚突破了这一极限。 
宇宙航行纪念博物馆中的金星1号全尺寸模型（图片来源：Armael） 在《科学》期刊发表的一篇论文中，约书亚杨教授带领的研究人员报告了一种新型存储设备，该设备能在700摄氏度下可靠工作。这一温度比熔岩还高，比金星表面更热——金星表面曾让所有着陆器铩羽而归，着陆后数小时内就损坏了它们的电子设备。关键的是，700摄氏度并非其极限，只是他们的测试设备所能达到的最高温度。该设备没有出现任何故障迹象。 
你可以称之为一场革命，这是迄今为止展示过的最好的高温存储器。——南加州大学的约书亚杨教授。 这个器件被称为忆阻器，是一种既能存储信息又能执行计算操作的纳米级组件。可以把它想象成一个微型三明治，外部有两层电极，中间夹着一层薄薄的陶瓷填充物。研究团队用钨（所有元素中熔点最高的金属）、一种名为氧化铪的陶瓷以及底部的一层石墨烯来制造他们的忆阻器。每种材料都能承受极高的温度，组合在一起效果非凡。 
石墨烯之所以成为关键成分，在于它在原子层面与钨相互作用的方式。在传统器件中，热量会导致金属原子缓慢穿过陶瓷层，直到它们连接两个电极，使所有部件短路，导致器件永久损坏。石墨烯能彻底阻止这一过程。正如杨所描述的，它与钨的表面化学性质几乎像油和水一样。 
一种由原子级薄层实现的忆阻器计算机存储设备（来源：美国能源部） 向石墨烯漂移的钨原子发现它们根本无法附着，没有锚定，没有短路，没有故障。该团队利用先进的电子显微镜和量子级计算机模拟来准确理解原因，将一个偶然的幸运结果转化为可重复的原理。这确实是幸运的。这项发现是偶然得到的。杨的团队当时正试图制造一种完全不同的设备，却偶然发现了这个现象。 
太空机构长期以来一直需要能在500度以上（金星表面温度）运行而不损坏的电子设备。深层地热钻探需要能在周围岩石发红的环境下工作的传感器。核能和聚变能源系统在其控制设备附近也会产生严酷的高温，这些设备必须能承受这种高温。 正如杨所说，缺失的组件现在已经制造出来了。从实验室台架到可用于多种应用的成品之路仍然漫长，但目的地首次清晰可见。 相关知识 金星是太阳系八大行星之一，距太阳第二近，夜空中亮度仅次于月球，古称太白星、启明或长庚。其表面覆盖浓厚的二氧化碳大气层，温室效应极强，表面温度超460℃，无卫星，自转方向与多数行星相反（逆向自转），是类地行星中环境最恶劣的行星之一。 BY: Mark Thompson FY: AI
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