在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的形勢(shì)下,微波的應(yīng)用領(lǐng)域,除了人們十分熟悉的微波通信之外,還涉及到醫(yī)藥衛(wèi)生,公路建設(shè)、航空航天、環(huán)境保護(hù)、能量傳送等各個(gè)方面,以及人們的生活之中。
加拿大的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),微波可以使一些有機(jī)物之間的化學(xué)反應(yīng)速度提高1200多倍,從而使人們對(duì)微波有了新的認(rèn)識(shí),大大改變了以往認(rèn)為微波只能加熱含水物質(zhì)的偏見(jiàn),使微波加熱功能擴(kuò)展到有機(jī)物質(zhì)領(lǐng)域,并取得了一個(gè)又一個(gè)新的成果。
科研機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)出微波燒制陶瓷新技術(shù),這種技術(shù)可縮短燒制時(shí)間,從而降低能耗。新技術(shù)的特點(diǎn)是讓毛坯吸收微波,然后由它自身散發(fā)的熱量燒制成陶瓷產(chǎn)品。使用這一方法的專用爐已開(kāi)發(fā)成功,爐壁呈雙層結(jié)構(gòu),由吸收微波的陶瓷和隔熱材料構(gòu)成。與先從表面升溫的現(xiàn)有燒制法相比,內(nèi)部加熱法可使陶瓷在燒制過(guò)程中溫度升高均一,從而減少變形和色彩不均等現(xiàn)象,同時(shí)減少二氧化碳的排放。經(jīng)過(guò)利用微波燒出的陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量毫不遜色于用電、燃?xì)饣蛑赜蜔傻漠a(chǎn)品,這種技術(shù)可用來(lái)燒制絕緣瓷瓶及用于半導(dǎo)體、汽車等領(lǐng)域的工業(yè)科研人員,研究出利用微波拆除原子反應(yīng)堆混凝土建筑的新方法。由于原子反應(yīng)堆的工作使其周圍的環(huán)境帶有不同程度的放射性,因此,在建筑物的拆除中,不允許揚(yáng)起一點(diǎn)灰塵。而利用微波加熱混凝土中所含的水分,使水在變成水蒸氣的過(guò)程中體積膨脹,從而使混凝土產(chǎn)生裂炸。在此過(guò)程中,不會(huì)產(chǎn)生任何灰塵,從而保證了環(huán)境不受污染。
在公路建設(shè)中,人們常常為融化瀝青而感到費(fèi)時(shí)費(fèi)力,產(chǎn)生的濃煙要污染環(huán)境,在運(yùn)輸過(guò)程中還要保溫以免造成凝固。如果使用微波加熱瀝青就可以取得滿意的效果。美國(guó)還發(fā)明出一種利用微波來(lái)對(duì)公路進(jìn)行修補(bǔ)的方法。過(guò)去使用的方法往往使路面處于冷卻狀態(tài),難以和新添入的瀝青化合,修補(bǔ)后的公路也失去原來(lái)的平整。采用微波修補(bǔ)方法之后,通過(guò)一種裝置向需要修補(bǔ)的公路路面發(fā)射微波,很快就可以將路面加熱并使瀝青融化,于是,填補(bǔ)用的新瀝青和路面的瀝青便融合在一起,然后,再利用壓路機(jī)就會(huì)很容易地將路面平。
微波能夠有效地傳輸能量:不僅地面的電子設(shè)施可以用微波的照射來(lái)供給能量進(jìn)行工作,空中的飛機(jī)也能夠通過(guò)接收從地面發(fā)射的微波束中得到能量,進(jìn)行預(yù)定的飛行計(jì)劃。地面上的微波站將能量很高的微波發(fā)射到很遠(yuǎn)的空間,裝置在飛機(jī)上的儀器就可以接收到微波能量,并將這種能量轉(zhuǎn)化成為電能,驅(qū)動(dòng)飛機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)這樣的原理,人們只要在地面上每隔一二百千米設(shè)一個(gè)微波發(fā)送站,就可以使微波飛機(jī)不用著陸、不用加油,持續(xù)不斷地圍繞地飛行。 1987年9月,第一架無(wú)人駕駛的微波飛機(jī)在加拿大涅太華郊外的機(jī)場(chǎng)成功地飛上藍(lán)天。在高空持續(xù)飛行了20分鐘。它的能量來(lái)自于安裝在飛機(jī)下面的圓盤(pán)天線,地面上的發(fā)射機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為微波輸送到天空,飛機(jī)接收之后,再轉(zhuǎn)化為電力,驅(qū)動(dòng)螺旋槳進(jìn)行飛行。
隨后不久,美國(guó)研制成功一種無(wú)人駕駛的空中微波監(jiān)察飛行器。這種飛行裝置以地面微波發(fā)射站發(fā)射的2兆瓦微波為電源。當(dāng)飛行器上的接收器將接收到的微波轉(zhuǎn)換成電能后,就可以供給電動(dòng)機(jī)使用。飛行器的飛行高度可以達(dá)到183-21350米,能夠在空中停留90分鐘。 1991年,美國(guó)和加拿大科學(xué)家合作建立了一座技術(shù)先進(jìn)的地面微波站。這里有世界上最大的微波發(fā)射天線,可以將微波發(fā)射到幾萬(wàn)米高的空間。飛機(jī)在飛行中利用微波供給的能量,可以在距離地面20000米的高空中連續(xù)飛行3個(gè)月。
現(xiàn)在,日本研制出了性能更為先進(jìn)的微波供能飛機(jī)。通過(guò)采用最新的半導(dǎo)體技術(shù)和相控陣天線自動(dòng)定向技術(shù),能夠使微波傳送得更遠(yuǎn)、定向精度更高。同時(shí),避免了發(fā)射天線的機(jī)械移動(dòng),控制起來(lái)非常靈活,特別適合衛(wèi)星上的微波傳送。
在航天事業(yè)發(fā)展中,人們正在設(shè)想用微波的能量來(lái)發(fā)射航天飛機(jī),這樣所需經(jīng)費(fèi)只為用火箭發(fā)射經(jīng)費(fèi)的二十分之一。與此同時(shí),科學(xué)家利用微波進(jìn)行大氣檢測(cè)和監(jiān)測(cè),為火箭和衛(wèi)星的順利飛行創(chuàng)造了良好的空中環(huán)境。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域微波可以用來(lái)治療各種病癥,為患者解除痛苦和精神負(fù)擔(dān)。一種極其細(xì)小的微波發(fā)生器,可以直接從口腔、尿道、肛門(mén)送入人體內(nèi),直接殺死癌細(xì)胞,可用于治療胃、食道、前列腺等處的癌癥或膿腫。若把極細(xì)的微波發(fā)生線圈直接送到血管里,就可以除去血管管壁的多余物質(zhì),使血管內(nèi)壁變得光滑和富有彈性。
美國(guó)醫(yī)學(xué)家找到一種利用微波技術(shù)收縮腫脹扁桃腺的新方法,使病人免受傳統(tǒng)扁桃腺切除術(shù)給自己帶來(lái)的不適感與出血現(xiàn)象。在處理過(guò)程中,醫(yī)務(wù)人員把一個(gè)針頭大小的發(fā)熱探針插入二個(gè)腫脹扁桃腺的3個(gè)點(diǎn),并在每個(gè)點(diǎn)上停留幾秒鐘的時(shí)間。這些發(fā)熱探針的溫度大約在攝氏120度到150度之間,可以使腫脹的扁桃腺迅速萎縮。
日本的一些醫(yī)療專家,將微波凝固法運(yùn)用到胃癌的治療上。它是利用微波對(duì)蛋白質(zhì)的熱凝固作用,便腫瘤組織細(xì)胞凝固壞死。現(xiàn)行的微波凝固療法是在超聲波的引導(dǎo)下,將針狀電極從體外經(jīng)皮膚直接插入腫瘤組織,通過(guò)電極放射的微波使腫瘤組織凝固,殺死腫瘤細(xì)胞。該方法因無(wú)需做開(kāi)腹手術(shù),對(duì)患者身體的損傷較小,治療費(fèi)用也很低,受到醫(yī)生和患者的歡迎。