CN103732530A - 用于使金属纳米簇生长的先进纳米技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于使纳米簇生长的装置，所述装置包括一对电极（104）和在所述电极（104）上产生电晕放电（112）的场生成模块（106）。所述电晕放电（112）产生电磁场（114）。整个所述电极上的电压电势为中压。所述场生成模块（106）包括生成中压波形的中压模块（202），所述中压波形被传送至所述电极（104），以产生所述电晕放电（112）。所述场生成模块（106）包括生成所述中压波形内的广谱频率的宽频生成模块（204）。原材料进料机模块（108）进料原材料（118）颗粒穿过所述电磁场（114）。具有所述广谱频率的所述电磁场（114）可将穿过所述电磁场（114）进料的原材料（118）的至少一部分分离成自由原子。

Description

用于使金属纳米簇生长的先进纳米技术

技术领域

本发明涉及利用低能电磁场使金属纳米簇生长的先进纳米技术装置和方法。

相关领域的说明

存在许多包含多种元素的矿床，除了其他元素（如碳）之外，还包含如铜、金、银和其他贵重金属。传统的提炼方法利用热形成的熔融状态和不同元素的特定密度将元素分离成熔融的层。其他原材料，如煤，可能包括杂质，如硫和汞。多种方法用于提炼贵金属和去除杂质。传统的提炼工艺效率低、危险，并产生毒性副产物。有前景的提取方法涉及使特定元素（如金）的纳米簇生长。使纳米簇生长提供了提高提取效率的方法。

发明内容

通过上述讨论，应当显而易见的是，存在改进杂质提取和分离贵金属的需要。公开了使纳米簇生长的装置。在一个实施例中，该装置包括一对被电极对间距分离的电极。在一个实施例中，该装置包括在电极两端产生电晕放电的场生成模块。电晕放电在电极附近产生电磁场。整个电极上的电压电势包括中压。在一个实施例中，场生成模块包括中压模块和宽频生成模块。中压模块产生中压波形。中压波形被传送至电极，产生电晕放电。宽频生成模块在中压波形内产生广谱频率。在一个实施例中，该装置包括进料原材料颗粒穿过电磁场的原材料进料机模块。具有广谱频率的电磁场可将穿过电磁场进料的原材料的至少一部分分离成自由原子。

在一个实施例中，场生成模块还包括在中压波形内产生一个或多个吸引频率的元素吸引模块。每个吸引频率包括选择用于在特定元素原子内引起谐振的频率。原材料包括特定元素的原子。吸引频率可使特定元素的原子在电极之间谐振并以纳米簇的形式聚集在一起。在一个实施例中，元素聚集在电极的一个或多个上。在另一个实施例中，元素聚集在电磁场内反应室的一侧。

在一个实施例中，所述电极对为一组两对或更多对电极中的一对电极。在另一个实施例中，每个电极对被电极对间距分离，每对电极被电极对-电极对间距分离，其中每对电极以第一取向方向取向，电极对之间的电极对-电极对间距的方向垂直于电极对间距。在另一个实施例中，场生成模块包括调节传送至每对电极的中压波形的工作周期的工作周期模块。工作周期包括开启时间和关闭时间。开启时间和关闭时间一起组成工作周期。开启时间为当中压波形被传送至一对电极时的一段时间，关闭时间为当中压波形不被传送至那对电极时的一段时间。一对电极工作周期的周期开始时间与其他电极对工作周期的其他周期开始时间错开。

在另一个实施例中，电极对组包括三对或更多对电极，并且工作周期模块包括在中压波形被传送至电极对时使工作周期交替以产生环形模式工作周期的气旋模块。在另一个实施例中，工作周期的倒数为工作周期频率，且中压波形的开关频率为高于工作周期频率的频率。在另一个实施例中，工作周期频率为10kHz，开关频率为22kHz。在另一个实施例中，中压模块将输入电压转换成一个或多个中压、直流(“DC”)波形，并且每个波形被传送至一对电极。每个波形包括多个谐波频率。

在一个实施例中，场生成模块包括平衡电极对组中的电极对之间的功率的功率平衡模块。在另一个实施例中，两对或更多对电极的电极对组布置在反应室周围，其中每个电极的末端最靠近反应室。在一个实施例中，一对电极中的每个电极包括正极和负极，且电极对组的正极布置在第一平面中，而电极对组的负极布置在第二平面中。在另一个实施例中，反应室包括侧面，所述侧面被构造用于在原材料颗粒穿过电磁场时容纳原材料颗粒。

在一个实施例中，电极对垂直取向。在另一个实施例中，原材料进料机进料原材料颗粒垂直穿过电磁场，然后重力推动原材料颗粒穿过电磁场。在另一个实施例中，场生成模块包括放大中压波形中的谐波频率的电磁谐振放大器。在另一个实施例中，电磁谐振放大器包括具有非导电涂层的矩形带。矩形带被缠绕成线圈，线圈包括矩形带的第一半缠绕在矩形带的第二半周围并在中心处连接。电流进入矩形带第一半中并围绕线圈的中心行进，然后以反向在矩形带的第二半中行进并离开矩形带的第二半。矩形带相邻部分之间的空间至少部分地基于非导电涂层形成电容耦合。

在一个实施例中，场生成模块还包括使中压波形内的电子自旋对齐的电子自旋模块。在另一个实施例中，电子自旋模块通过在将中压波形输送至电极的导体中产生诱导磁场使中压波形内的电子自旋对齐。在另一个实施例中，电子自旋模块包括一个或多个包围导体的磁铁。在另一个实施例中，中压为1,000伏特与35,000伏特之间的电压。在具体实施例中，中压为大约10,000伏特的电压。

公开了用于使纳米簇生长的系统。在一个实施例中，该系统包括一个或多个纳米簇模块。每个纳米簇模块包括两对或更多对电极、场生成模块和原材料进料机模块。离开纳米簇模块的原材料颗粒被进料到下一个纳米簇模块的原材料进料机模块中。每个电极对内的电极被电极对间距分离；每对电极被电极对-电极对间距分离。每对电极以第一取向方向取向，电极对之间的电极对-电极对间距的方向垂直于电极对间距。

场生成模块在电极两端产生电晕放电。电晕放电在电极附近产生电磁场，整个电极上的电压电势为中压。在一个实施例中，场生成模块包括产生中压波形的中压模块；中压波形被传送至电极，以产生电晕放电。在另一个实施例中，场生成模块包括宽频生成模块，它产生中压波形内的广谱频率。原材料进料机模块通过电磁场进料原材料颗粒。具有广谱频率的电磁场可将穿过电磁场进料的原材料的至少一部分分离成自由原子。

在一个实施例中，每个场生成模块包括元素吸引模块，其产生中压波形内的吸引频率。元素吸引模块的吸引频率为选择用于引起特定元素原子内的谐振的频率。原材料包括特定元素的原子，每个纳米簇模块包括具有不同特定元素的吸引频率的元素吸引模块。在另一个实施例中，系统包括材料粉碎模块，在将原材料进料到原材料进料机模块中之前，该模块将原材料大颗粒粉碎成较小的颗粒。

使纳米簇生长的方法包括生成中压波形以及将中压波形传送至一对或多对电极，以在每个电极对间产生电晕放电。每对电极内的电极被电极对间距分离。每对电极被电极对-电极对间距分离。电晕放电在电极附近产生电磁场，整个电极上的电压电势为中压。该方法包括生成中压波形内的广谱频率。在一个实施例中，该方法包括生成中压波形内的一个或多个吸引频率。每个吸引频率包括选择用于引起特定元素原子内谐振的频率。

该方法包括通过电磁场进料原材料颗粒。原材料包括特定元素的原子。具有广谱频率的电磁场可将穿过电磁场进料的原材料的至少一部分分离成自由原子，吸引频率可使特定元素的原子在电极之间谐振并聚集成纳米簇。纳米簇可以聚集在电极中的一者或多者上或电磁场中的反应室侧面上。在一个实施例中，该方法包括使每对电极的中压波形以工作周期速率循环。每对电极的每个工作周期的开启时间与其他电极对的工作周期开启时间错开。

整个说明书中对特征、优点或类似语言的引用并不意味本发明可以实现的这些特征和优点全部都在或者全部都应该在本发明的任何单个实施例中。相反，涉及这些特征和优点的语言应该被理解为表示结合一实施例描述的特定特征、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因而，在本说明书中的关于特征和优点的讨论和类似语句可以（但不一定）涉及相同的实施例。

此外，所描述的本发明的特征、优点和特性可以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。本领域技术人员将会认识到，本发明可以在没有某一特定实施例的具体特征或优点中的一个或多个的情况下被实现。在其他情形下，在某些实施例中可以辨认可能没有出现在本发明的所有实施例中的附加特征和优点。

本发明的这些特征和优点将从下面的描述和所附的权利要求书中更完全清楚地了解，或者可以通过如下所述地实现本发明而获知。

附图说明

为了使本发明的优点易于理解，通过参考附图中所示的具体实施例提供对以上简要描述过的本发明的更具体的描述。应理解这些附图仅示出了本发明的典型实施例而不该视为对其范围的限制，通过使用附图将更为具体详尽地描述和阐明本发明，其中：

图1为根据本发明示出用于使纳米簇生长的系统的一个实施例的示意性框图；

图2为根据本发明示出用于使纳米簇生长的装置的一个实施例的示意性框图；

图3为根据本发明示出用于使纳米簇生长的装置的另一个实施例的示意性框图；

图4为根据本发明示出一个可能的化学过程的图解；

图5为根据本发明示出中压模块的一个实施例的示意性框图；

图6A为根据本发明的三个电极对的工作周期时序图的一个实施例；

图6B为根据本发明的六个电极对的工作周期时序图的一个实施例；

图7A为根据本发明示出电磁谐振放大器的一个实施例的透视图的示意性框图；

图7B为根据本发明示出电磁谐振放大器的一个实施例的俯视图的示意性框图；

图8为根据本发明示出电子自旋模块的一个实施例的透视图的示意性框图；

图9为根据本发明示出用于使纳米簇生长的装置的另一个实施例的示意性框图；

图10A为根据本发明示出六个电极对的电极间距和配置的一个实施例的俯视图的示意性框图；

图10B为根据本发明示出六个电极对的电极间距和配置的一个实施例的侧视图的示意性框图；

图11为根据本发明示出用于使纳米簇生长的装置的一个实施例的透视图的示意性框图；

图12为根据本发明示出用于使纳米簇生长的方法的一个实施例的示意性流程图；以及

图13为根据本发明示出用于使纳米簇生长的方法的另一个实施例的示意性流程图。

具体实施方式

如本领域技术人员将会想到的那样，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各个方面可以采用以下形式：完全硬件实施例、完全软件实施例（包括固件、常驻软件、微代码等）或组合在这里可以全部被统称为“电路”、“模块”或“系统”的软件和硬件方面的实施例。此外，本发明的各个方面可以采用包含在一个或多个其上包含有计算机可读程序代码的计算机可读介质中的计算机程序产品的形式。

为了更具体地强调实施独立性，将在本说明书中描述的多个功能单元称作模块。例如，模块可实现为硬件电路，其包括定制的VLSI电路或门阵列，成品的半导体，例如逻辑芯片、晶体管或其他分立元件。模块还可应用在可编程硬件设备中，例如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等。

模块还可用在软件中以供各种类型的处理器执行。例如，可执行代码的标识模块包括可组织为对象、过程或功能的计算机指令的一个或多个物理或逻辑块。然而，标识模块的可执行文件不必物理上位于一起，但是可包括存储在不同位置的完全不同的指令，当在逻辑上连接在一起时，这些指令构成模块并实现模块的规定目标。

实际上，可执行代码模块可为单一指令或多个指令，且甚至可分布在若干不同代码段上，分布在不同程序中和多个存储设备上。相似地，在此，操作数据可在模块内标识和说明，且可被具体化为任何合适的形式，并被组织在任何适当类型的数据结构中。操作数据可收集为单个数据集，或分布在不同位置上（包括在不同的存储设备上），且操作数据可至少部分的仅作为系统或网络上的电信号存在。如果一个模块或一个模块的部分以软件实现，则软件部分被存储在一个或多个计算机可读介质上。

可以使用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以但不限于是例如电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体的系统、设备或器件或者前述各项的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷尽的列表）将包括以下介质：具有一个或多个连线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式光碟只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、磁存储装置、或者前述各项的任何合适的组合。在本文的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何可以包含或存储由指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、设备或装置结合的程序的有形介质。

计算机可读信号介质可以包括例如在基频中或作为载波的一部分传播的数据信号，其中含有计算机可读程序代码。此类传播信号可以采用多种形式中的任何一种，包括（但不限于）电磁、光学或它们的任何适当的组合。计算机可读信号介质可以为不是计算机可读存储介质并可以传送、传播或传输供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合的程序的任何计算机可读介质。包含在计算机可读介质上的程序代码可以利用任何适当的介质来发送，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等，或前述各项的任何适当的组合。

在整个本说明书中所提到的“一个实施例”、“一实施例”或类似语句意为结合该实施例所述的具体特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因而在整个本说明书中，短语“在一个实施例中”、“在一实施例中”和类似语句的出现可（但不一定）全部指同一实施例。

此外，本发明所述的特征、结构或特性可在一个或多个实施例中以任何合适的方式结合。在以下的说明中，提供了许多具体细节，例如编程例子、软件模块、用户选择、网络事务处理、数据库查询、数据库结构、硬件模块、硬件电路、硬件芯片等以便于彻底理解本发明的实施例。然而，相关领域的技术人员应该认识到本发明可在没有一个或多个具体细节，或在用其他方法、元件、材料等的情况下实施。在其他情况下，众所周知的结构、材料或操作没有被详细地展示或描述，以避免使本发明各方面含混不清。

下面参考根据本发明实施例的方法、设备、系统和计算机程序产品的示意性流程图和/或示意性框图介绍本发明的各个方面。应当理解，示意性流程图和/或示意性框图的每个方框以及示意性流程图和/或示意性框图中的方框组合可以通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以生成机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现在示意性流程图和/或示意性框图方框中所指定的功能/动作的装置。

这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读介质中，其可以指示计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置以特定方式工作，使得存储在计算机可读介质中的指令生成包括实现在示意性流程图和/或示意性框图方框中所指定的功能/动作的指令的制品。计算机程序指令也可以被加载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置上，以使得一系列操作步骤在计算机、其他可编程设备或其他装置上执行来生成计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程设备上运行的指令提供用于实现流程图和/或框图方框中所指定的功能/动作的过程。

附图中的示意性流程图和/或示意性框图示出了根据本发明多个实施例的设备、系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能性和操作。就这一点而言，示意性流程图和/或示意性框图中的每个方框可以代表包括一个或多个用于实现所指定逻辑功能的可执行指令的代码的模块、区段或部分。还应该指出的是，在一些可选实施方式中，方框中所标记的功能可以以不同于附图中所标记的顺序来进行。例如，连续示出的两个方框事实上可以基本上同时地执行，或者这些方框有时可以以相反的顺序来执行，这取决于所涉及的功能性。可以想到其他步骤和方法在功能、逻辑或效果方面等效于附图中所示的一个或多个方框或其部分。

虽然在流程图和/或框图中可能使用了多种箭头类型和线条类型，但是他们不被理解为对相应实施例的范围进行限制。实际上，一些箭头或其他连接符可能是用来仅仅表明所示实施例的逻辑流。例如，箭头可以表明所示实施例的所列举步骤之间未明确指出的持续时间的等待或监测周期。还应该注意到，框图和/或流程图的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框组合可以通过执行所指定功能或动作的基于专用硬件的系统、或者专用硬件与计算机指令的组合来实现。

图1为根据本发明示出用于使纳米簇生长的系统100的一个实施例的示意性框图。系统100包括下文所述的具有电极104的纳米簇模块102、场生成模块106、原材料进料机模块108、反应区110、电晕放电112和电磁场114、电源116、原材料118和加工材料120。

系统100包括一个或多个用于使纳米簇生长的纳米簇模块102。在一个实施例中，纳米簇模块102接收原材料118并送至另一个纳米簇模块102，然后送至另一个纳米簇模块102。加工材料120可由纳米簇模块102形成。在其他实施例中，一个或多个纳米簇模块102为具有附加处理步骤（未示出）的系统的一部分。通常，纳米簇模块102由电源116馈送，电源可以是公用电、发电机、电源或本领域技术人员已知的其他电源116。电源116可以提供交流电(“AC”)电压或直流电(“DC”)电压。

在一个实施例中，纳米簇模块102包括一对或多对电极104。电极104的间隔距离为电极对间距。电极对间距可以基于电极104上的电压电势确定并可以选择允许在电极104之间形成电晕放电112的电极对间距。电晕放电112在电晕放电112周围形成电磁场114。选择反应区110作为原材料118穿过电磁场114的位置。

当原材料118颗粒穿过电磁场114时，原材料118颗粒的一些分子破碎成自由原子，因为电磁场114内的多种频率的能量打破分子的原子之间的键。然后自由原子可重新结合。在一个实施例中，自由原子结合成通常比原材料更纯的新分子。在另一个实施例中，新分子使电极104上的纳米簇生长，而其他新分子穿过电磁场114并变成加工材料120。在一个实施例中，纳米簇为相同元素的原子簇。纳米簇可以包括若干元素，其中特定元素的原子聚集在一起。纳米簇也可以是晶体结构的形式。加工材料120可以是具有很少杂质的更纯形式的原材料118。

电极104包括导电材料。例如，电极104可以是碳、铜、不锈钢、黄铜或任何其他类型的导电材料。在一个实施例中，电极104为铜包碳。在另一个实施例中，电极104为焊条。在另一个实施例中，电极104由多种材料制成。例如，电极104可在连接端处为一种材料，然后在靠近预期电晕放电112的地方可以转变成另一种材料。在多个实施例中，电极104可以是圆柱形、正方形或其他形状，并可以在预期的电晕放电112点处具有尖端、钝端、圆形末端、尖锐末端或其他形状。本领域的技术人员将会认识到适用于与电晕放电112配合使用的电极104的其他形状和材料。

在一个实施例中，纳米簇模块102包括在电极104上产生电晕放电112的场生成模块106。整个电极104上的电压电势为中压。中压可以是在电极104上产生电晕放电112的任何电压。在一个实施例中，中压为大于1000伏特(“V”)的电压。在另一个实施例中，中压在1000V至35,000V范围内。在另一个实施例中，场生成模块106产生电压高于35,000V的电晕放电112。在另一个实施例中，场生成模块106产生电压低于1,000V的电晕放电112。在一个实施例中，场生成模块106产生电压为10,000V的电晕放电112。本领域的技术人员将会认识到适用于形成使纳米簇生长的电晕放电112的其他电压。

在一个实施例中，场生成模块106产生中压波形。中压波形被传送至电极104，以产生电晕放电112。在另一个实施例中，场生成模块106产生中压波形内的广谱频率。广谱频率包括适于将原材料118颗粒的分子破碎成自由原子的频率和能量水平。具有广谱频率的中压波形的生成在下文中详细讨论。

纳米簇模块102包括反应区110，该反应区包括电磁场114的至少一部分。反应区110可以包括靠近电晕放电112的区域并可以包括电磁场114最强的区域。反应区110为原材料118穿过电磁场114的位置。在一个实施例中，反应区110在多个侧面是开放的，原材料118基于原材料118颗粒的动量穿过反应区110。在另一个实施例中，反应区110包括反应室，其具有在原材料118穿过电磁场114时容纳原材料118的侧面。本领域的技术人员将会认识到在原材料118颗粒穿过电磁场114的位置处的反应区110的其他形式。

在一个实施例中，纳米簇模块102包括原材料进料机模块108，它进料原材料114颗粒穿过电磁场114。电磁场114包括广谱频率并可将穿过电磁场114进料的原材料118的至少一部分分离成自由原子。在一个实施例中，原材料进料机模块108运送反应区110上方的原材料118，并通过重力进料原材料118穿过反应区110。在其他实施例中，原材料进料机模块108推动原材料118颗粒穿过反应区110，例如使用气流或其他流体载体。在多个实施例中，原材料进料机模块108包括多个阶段，如传送带、磁力分离器、移除过大颗粒的筛网、控制进料速率的仪表等。本领域的技术人员将会认识到原材料进料机模块108的其他形式。

原材料118包括具有多种元素的原子的分子。在一个实施例中，原材料118包括不太纯的形式的分子，而纳米簇模块102分离杂质，从而产生比原材料118的更纯形式的加工材料120。在另一个实施例中，原材料包括长成纳米簇的原子。原子可以是所需元素的原子。例如，从原材料118中分离出的原子可以包括汞、金、银、铂、铁、铜、碳和其他元素。纳米簇模块102可以使具有高浓度的这些元素（如金）的纳米簇生长。在一个实施例中，纳米簇模块102使电极104中的一者或多者上的纳米簇生长。在另一个实施例中，纳米簇模块102使另一个结构上的纳米簇生长，如为反应区110一部分的反应室侧面。

在一个实施例中，原材料118为颗粒形式。原材料118的颗粒可以是小颗粒。与原材料118包括较大颗粒时相比，原材料118的小颗粒是可以使更多原材料118分离成自由原子的形式。在一个实施例中，系统100包括破碎机（未示出），它将原材料118破碎成细小颗粒。例如，可以将具有杂质的煤破碎成细粉末并进料到纳米簇模块102中。更纯的煤可以为加工材料120。在一个实施例中，系统100包括将加工材料120结合成球剂的造粒机（未示出）。例如，如果加工材料120为煤，造粒机可将加工材料120结合成可用于燃煤电厂的球剂。纳米簇模块102可以对煤进行纯化，以移除硫、汞或其他不需要的元素部分。

图2为根据本发明示出用于使纳米簇生长的装置200的一个实施例的示意性框图。装置200包括电极104、场生成模块106、原材料进料机模块108、反应区110、电晕放电112和电磁场114，其基本上类似于就图1的系统100所述的那些。装置200还包括具有下文所述的中压模块202和宽频生成模块204的场生成模块106。

在一个实施例中，装置200包括场生成模块106，其具有生成中压波形的中压模块202。中压波形被传送至电极104，以产生电晕放电112。在一个实施例中，中压模块202将电源电压转变成中压。例如，电源电压可以来自公用电、发电机、燃料电池或其他电源116。电源电压可以是120V单相、208或480V三相、24DC或其他通用电源电压。在一个实施例中，中压可以在1000V至35,000V的工业标准中压范围内，但也可以高于或低于该范围。

在一个实施例中，中压模块202提供了足以使原材料118颗粒中的分子键断裂的功率电平。在另一个实施例中，中压模块202提供多组电极104。在一个实施例中，中压模块202包括如图5所示的电路，该电路将在下文中更详细地讨论。在另一个实施例中，中压模块202可以向多对电极104提供中压波形，其中以周期速率控制每对电极104的开启和关闭，使得一对电极104的工作周期可以小于1。

在一个实施例中，装置200包括场生成模块106，其具有生成中压波形内的广谱频率的宽频生成模块204。在一个实施例中，宽频生成模块204的至少一部分结合在中压模块202中。在另一个实施例中，中压模块202可以生成多个频率，宽频生成模块204的一部分放大多个频率。例如，中压模块202可以是以特定频率切换的切换DC-DC转换器并可以在波形在低值与高值之间或关闭值与开启值之间转变时生成谐波频率。谐波可以包括广谱频率。然后宽频生成模块204的另一部分可以放大谐波频率。

在另一个实施例中，宽频生成模块204包括特别选择的使得存在特别谐波频率的组件。例如，设计中可以使用特定的电感值、电容值和电阻值，以生成广谱频率。电感、电阻和电容值可以是某些元件（如变压器）设计的一部分，或者可以用分立元件来实现，或两者兼具。在另一个实施例中，宽频生成模块204可以包括一个或多个频率发生器，以生成结合中压模块202使用的特定频率，从而获得中压波形内的广谱频率。广谱频率连同中压波形的电压和功率强度能够使原材料118颗粒分子内的分子键断裂。

图3为根据本发明示出用于使纳米簇生长的装置300的另一个实施例的示意性框图。装置300包括电极104、具有中压模块202和宽频生成模块204的场生成模块106、原材料进料机模块108、反应区110、电晕放电112和电磁场114，其类似于就图2的系统200所述的那些。装置300还包括元素吸引模块302、具有气旋模块306的工作周期模块304、功率平衡模块308、电磁谐振放大器310、电子自旋模块312和功率传感器314，如下所述。

在示出的实施例中，装置300包括三对电极104。也可以使用一对、两对、三对、六对电极104或其他电极对组合。在示出的具体实施例中，包括圆形反应区110，它可以仅仅是一个从原材料进料机模块108进料原材料118的确定区域。在另一个实施例中，反应区110为由物理屏障界定的引导原材料118穿过电磁场114的反应室。例如，反应室可以是引导原材料118穿过电磁场114的管。在一个实施例中，反应区110和相关的反应室的大小被设计为使得电极104的两端伸入反应室内。在另一个实施例中，电极104在反应室外面。在另一个实施例中，电极104在反应区的物理结构内延伸，但不延伸到反应室内部。反应区110或反应室可以是适于允许或引导原材料118穿过电磁场114的任何形状。

在一个实施例中，装置300包括元素吸引模块302，它生成中压波形内的一个或多个吸引频率。每个吸引频率包括选择用于引起特定元素原子内谐振的频率。例如，原材料118可以包括特定元素的原子，元素吸引模块302可以有利于特定元素的集合。在一个实施例中，元素吸引模块302生成的吸引频率可使特定元素的原子在电极104之间谐振并聚集在电极104中的一者或多者上。在另一个实施例中，元素吸引模块302使特定元素谐振并聚集在反应室的侧面。

在一个实施例中，元素吸引模块302与宽频生成模块204结合，生成包括导致特定元素的原子谐振的特定频率在内的广谱频率。例如，如果汞为特定元素，则广谱频率可以包括导致汞谐振的频率，使得汞的自由原子可以在反应区110中谐振并聚集在电极104上或反应室的一个或多个侧面上。在另一个实施例中，元素吸引模块302被配置成例如用频率发生器生成特定频率，然后该频率被添加到宽频生成模块204生成的频率上。在一个实施例中，系统100可以包括不止一个纳米簇模块102，每个纳米簇模块102可以包括生成不同频率的元素吸引模块302，使得每个纳米簇模块102更容易吸引比其他元素更多的一种元素并可以使这一种元素中的纳米簇生长得更多。

在一个实施例中，装置300包括调节传送至每对电极104的中压波形的工作周期的工作周期模块304。如本文所述，工作周期包括开启时间和关闭时间，开启时间和关闭时间构成工作周期。在一个实施例中，工作周期是固定的，工作周期的倒数为频率。例如，30%（或0.3）的工作周期指示开启时间为30%，关闭时间为70%。在一个实施例中，开启时间为将中压波形传送至一对电极104的时间，关闭时间为不打算将中压波形传送至该对电极104的时间。

如果工作周期对应固定的频率，中压波形可以包括其他频率。例如，在工作周期开启时间期间，中压模块202、宽频生成模块204和/或元素吸引模块302可以生成高于工作周期频率的基本开关频率，以及高于基本开关频率的其他谐波频率。在一个具体实施例中，工作周期开关频率为10千赫兹(“kHz”)，基本开关频率为22kHz，基本开关频率的其他谐波频率也包括在中压波形内。

在具有多对电极104的一个实施例中，一对电极104的工作周期的开始时间与其他各对电极104的工作周期的其他开始时间错开。在具体实施例中，工作周期模块304包括在中压波形被传送至各对电极104时使工作周期交替形成环形模式工作周期的气旋模块306。图6A为三对电极104的工作周期时序图600的一个实施例，其示出了气旋模块306的一个实施例。示意图600包括第一工作周期信号602和相关的简化的第一中压波形604。还示出了第二工作周期信号606和相关的简化的第二中压波形608以及第三工作周期信号610和相关的简化的第三中压波形612。每个工作周期信号602、606、610在工作周期618内具有相同的开启时间614和关闭时间616，每个工作周期开启时间614为大约30%，工作周期信号602、606、610错开工作周期618的三分之一。

在示意图600中示出的具体实施例中，对应的中压波形604、608、612包括大于工作周期开关频率的基本开关频率。为清楚起见，省略了中压波形604、608、612的谐波失真。中压波形604、608、612可被分别传送至各对电极104，在示出的实施例中，使得一次只有一对电极104起作用。在替代实施例中，工作周期可以增大，使得具有重叠并且一次不止一对电极104起作用。在一个实施例中，气旋模块306使用类似于图6A的示意图600的时序，使得每对电极104可以环形模式开启，从而形成气旋模式的旋转电磁场114。

在纳米簇模块102的一个实施例中，实验显示，连续开启每对电极104时中压波形604、608、612的工作周期为1(100%)，这可以生成大量的臭氧并可以引起不需要的加热。此外，实验还显示，低于0.2(20%)的工作周期不会生成臭氧。约0.3至0.4的工作周期可以获得向原材料118颗粒递送能量与不良影响（如臭氧生成和过热）之间的平衡。具有多种原材料118的纳米簇模块102的其他实施例可以具有不同的结果，可能需要其他的工作周期。图6B为六对电极104的工作周期时序图601的一个实施例。气旋模块306可以形成具有类似于图6B所示时序的旋转电磁场114。

在一个实施例中，装置300包括使一组电极对104中的各对电极104之间的功率平衡的功率平衡模块308。例如，功率平衡模块308可以测量每对电极104处的功率电平并可以提高或降低每对电极104的功率，使得每个电极消耗的功率平衡。装置300包括可与功率平衡模块308结合使用以平衡功率的功率传感器314。如本领域所知，每个功率传感器314可以测量每对电极104处的电流和/或电压。然后功率平衡模块308可以确定每对电极104所消耗的功率是否不平衡，并可以调节每对电极104处消耗的功率。在一个实施例中，功率平衡模块308可以调节控制每对电极104的中压波形开启时间的工作周期。在另一个实施例中，功率平衡模块308调节传送至每对电极104的中压波形中的一者或多者的电压。本领域的技术人员将会认识到功率平衡模块308可以使一对或多对电极104的功率平衡的其他方法。

在一个实施例中，装置300包括电磁谐振放大器310。在另一个实施例中，装置300包括电子自旋模块312。电磁谐振放大器310将结合图7A和7B进一步讨论。电子自旋模块312将结合图8进一步讨论。

图4为根据本发明示出一个可能的化学过程的图400。图400示出了可以来自原材料118颗粒的一个分子402和该分子流经反应区110时的过程步骤。原材料118的分子的材料流通常可以不包含均匀一致的分子流，但可以是不同分子的混合物。图400被简化为只包括一种可能的分子，但示出的过程可适用于来自多种原材料118的许多其他分子。（图中）示出了原材料118的原材料分子402的简化表示。在示出的实施例中，原材料分子402包括碳原子(“C”)、硫原子(“S”)、汞原子(“Hg”)、金原子(“Au”)、铁原子(“Fe”)、氧原子(“O”)和氢原子(“H”)。原材料分子402可以是煤或具有碳原子链的其他原材料118，其包括杂质，如硫、汞等。

原材料分子402被转移(404)到反应区110内，并且在一个实施例中，原材料分子402的原子之间的分子键在电磁场114中断裂，形成反应区110内的自由漂浮元素406相。当自由漂浮元素406穿出(408)反应区110时，可以形成纯化的材料410和纳米簇412。例如，碳原子可以具有重新结合成纯化材料410的趋势，该纯化材料具有比原材料分子402更少的杂质。杂质可以结合成多种形式的纳米簇412。在一个实施例中，纳米簇412可以在性质上为金属。要注意的是，纯化材料410可以包括一些杂质（未示出）。

在一些实施例中，纳米簇412可被吸引到电极104上或反应室的侧面。在具有元素吸引模块302的实施例中，某些元素，如金(“Au”)，可以形成在电极104或反应室上，而金较少的纯化材料410和纳米簇412可以穿出反应区110。纯化材料410和纳米簇412的组合可以进入另一个纳米簇模块102，并可进行进一步处理，或者可以穿出纳米簇模块102。

图5为根据本发明示出中压模块202的一个实施例的示意性框图500。中压模块202包括微处理器502、驱动器D1、D2和D3、场效应晶体管(“FET”)Q1、Q2和Q3、变压器T1、T2和T3、输出电压Vo1、Vo2和Vo3、源电压Vcc、熔断器504、接地Gnd以及传感器输入506，这些组件在下文中说明。要注意的是，示意图500是简化的，它从功能上描述了实施中压模块202的电路，而实际电路通常包括附加组件。

在一个实施例中，中压模块202包括微处理器502，其控制被构造用于连接源电压Vcc与接地Gnd之间的变压器T1、T2、T3的开关设备。熔断器504可以与源电压Vcc成一直线，以防止短路和过载。在示出的实施例中，开关设备为FET Q1、Q2、Q3。微处理器502可以是工作周期模块304和/或气旋模块306的一个实施例并可以生成工作周期形式的控制信号。在一个实施例中，微处理器502可以生成类似于图6A和6B中所示的那些的控制信号。在一个实施例中，微处理器502在工作周期开启时间614期间生成以基本开关频率打开和关闭开关设备（如Q1）的信号，然后在工作周期关闭时间616期间生成保持开关设备Q1关闭的关闭信号。在另一个实施例中，微处理器502在工作周期开启时间614期间生成连续打开开关设备（如Q1）的信号，然后在工作周期关闭时间616期间生成保持开关设备Q1关闭的关闭信号。

微处理器502可以生成输入驱动电路D1、D2、D3的信号，然后驱动电路驱动开关设备（如Q1、Q2、Q3）。微处理器501可以具有用于控制的输入，如来自功率传感器314的传感器输入506，其中微处理器502为功率平衡模块308的实施例的至少一部分。微处理器502还可以包括控制开关频率、时序等的其他输入。在其他实施例中，中压模块202包括取代微处理器502的其他电路和设备。例如，可以使用专门为工作周期控制而制备的一个或多个芯片，例如555定时器电路，以及其他离散逻辑（电路）。在另一个实施例中，微处理器502可被场可编程门阵列(“FPGA”)、专用集成电路(“ASIC”)等替代。本领域的技术人员将会认识到实施微处理器502或其他控制电路的其他方法。

在一个实施例中，中压模块202包括驱动电路D1、D2、D3和开关设备，如FET Q1、Q2、Q3，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(“MOSFET”)。虽然描述的是FET Q1、Q2、Q3，但也可以使用其他开关设备，如双极晶体管、继电器等。驱动电路D1、D2、D3被构造用于驱动所使用的具体类型的开关设备并通常接收来自微处理器502或其他控制设备的作为输入的逻辑信号。

在示出的实施例中，中压模块202被构造为简单的斩波电路，它接收输入电压Vcc并通过关闭开关设备Q1、Q2、Q3将其用于三个变压器T1、T2、T3。在图5所示的实施例中，中压模块202被构造用于控制最多三对电极104。当FET（如Q1）关闭时，源电压Vcc连接到变压器（如T1）的初级绕组上，变压器在变压器的整个次级绕组上产生电压，使得次级电压出现在变压器T1的次级绕组上。变压器的次级电压被示为输出Vo1、Vo2、Vo3。输出电压Vo1、Vo2、Vo3通常以匝数比与输入电压相关，在这里输入电压即源电压Vcc。在一个实施例中，源电压Vcc为低电压，如在24VDC与200VDC之间，并被变压器T1、T2、T3升至中压。在一个实施例中，变压器的匝数比使得输出电压Vo1、Vo2、Vo3为大约10,000V。

源电压Vcc可以是交流电(“AC”)或直流电(“DC”)。在一个实施例中，如果源电压为AC，中压模块202可以包括将AC电压转换成DC电压的整流器电路（未示出）。在另一个实施例中，DC电压被输入至变压器T1、T2、T3，开关设备Q1、Q2、Q3在工作周期开启时间614期间以基本开关频率切换并在工作周期关闭时间616期间停止切换。在另一个实施例中，AC电压以与基本开关频率匹配的频率被输入至变压器T1、T2、T3，开关设备Q1、Q2、Q3根据工作周期接通和切断。在该实施例中，中压模块202可以包括以基本开关频率将源电压Vcc转换成AC电压的装置。本领域的技术人员将会认识到生成在工作周期开启时间614期间以基本开关频率切换并在工作周期关闭时间616期间停止切换的中压波形的其他方法。

在一个实施例中，输出电压Vo1、Vo2、Vo3包括谐波失真。典型的斩波器和其他DC-DC转换器通常通过包括阻尼器电路、缓冲器等设法尽量减少谐波失真。在一个实施例中，中压模块202连同其他电路和模块（如电磁谐振放大器310）不有意地抑制谐波失真，而是增强谐波失真，以提供馈送至电极104的中压波形中的广谱频率。变压器T1、T2、T3和可以使用的其他相关组件可被设计用于产生广谱频率以及一种或多种特定频率。宽频生成模块204和元素吸引模块302可被结合到变压器T1、T2、T3、电磁谐振放大器310和其他组件（如电容器、感应器等）的设计中。

虽然示出的中压模块202为简单斩波电路，但也可以使用其他拓扑结构。例如，可以结合到中压模块202中的拓扑结构可以包括升压型转换器、降压型转换器、反激式转换器、降压-升压转换器、半桥转换器等。通常输入电压Vcc低于输出电压Vo1、Vo2、Vo3，所以可以包括一些类型的变压器T1、T2、T3。本领域的技术人员将会认识到实施生成中压波形的中压模块202的其他方法。

图7A和7B为根据本发明示出电磁谐振放大器310的一个实施例的透视图和俯视图的示意性框图。在一个实施例中，电磁谐振放大器310被构造用于放大来自中压模块202的中压波形。在一个实施例中，电磁谐振放大器310放大与广谱频率和/或特定频率相关的中压波形的一部分的振幅。例如，电磁谐振放大器310放大中压波形内的谐波频率的振幅。

在一个实施例中，电磁谐振放大器310由涂有非导电涂层的平的带状导电材料构造而成。例如，电磁谐振放大器310可由涂有非导电涂层的铜带构造而成。在一个实施例中，电磁谐振放大器310可从第一末端702开始，并可以顺时针卷绕到中心704上，而导体是反向的并以逆时针卷绕回第二末端706。本领域的技术人员认识到末端702、706可位于电磁谐振放大器310周围的任何位置。箭头708示出了通过导体的电流方向。

要注意的是，大部分线圈以单一方向缠绕，一个导体层与另一个导体层相邻，相邻线圈生成的电磁场抵消。在示出的实施例中，电磁谐振放大器310包括具有顺时针方向电流708的线圈，该线圈与具有逆时针方向电流的线圈相邻，这对生成的电磁场产生相加效应。根据右手定则，如果右手的拇指指向导体中的电流方向，那么右手的手指以电磁场线的方向卷曲。图7B上的加号和减号表明电磁场线的方向，其中加号表明离开页面的电磁场，而减号表明进入页面的电磁场。电磁谐振放大器310中的电磁场是附加的，并具有放大谐波信号的趋势。虽然描述的是平的带状导体，但也可以使用其他形状的导体，导体以所示方式缠绕，以提高线圈之间的电磁场强度。

要注意的是，为简单起见，示出的实施例示出了未延伸至中心的松散绕组。其他实施例可以具有卷绕到线圈中心的更紧的绕组线圈。此外，导体上的非导电涂层使线圈保持分离，这允许线圈之间的电容耦合。非导电涂层的厚度和材料也可以变化，以改变绕组的电容耦合。电容耦合和电磁谐振放大器310的自感以及电磁场的附加性质可以结合，以放大输入至电磁谐振放大器310的中压波形中存在的谐波频率。可以通过控制电磁谐振放大器310的导体类型和形状、非导电涂层的厚度和所用材料、绕组的数量以及其他设计参数来获得所需的效应和/或改变某些频率的放大。本领域的技术人员将会认识到构造电磁谐振放大器310的其他方法和调整参数以获得特别的谐振效应的方法。

图8为根据本发明示出电子自旋模块312的一个实施例的透视图的示意性框图。电子自旋模块312包括导体802、底部磁结构804和顶部磁结构806，如下文所述。在一个实施例中，电子自旋模块312使中压波形内的电子自旋对齐。在另一个实施例中，电子自旋模块312通过诱导将中压波形输送至电极104的导体802中的磁场而使电子自旋对齐。导体802示出为圆形导体，但也可以采用不同的形状。

磁结构804、806生成的磁场以磁结构804、806周围和之中的箭头808示出。当电子在导体802中行进时，导体内的电子受到磁场的影响。磁场具有使电子以特别的对齐取向的趋势，使得离开自旋模块312的电子行进至电极104时具有更对齐的趋势。实验显示，电子自旋模块312的实施例对穿过电磁场的原材料118具有提高纳米簇产率的积极效果。

在一个实施例中，顶部和底部磁结构804、806为永磁体。在另一个实施例中，顶部和底部磁结构804、806为电磁体。在其他实施例中，电子自旋模块312可以包括围绕导体的磁结构。在另一个实施例中，导体包括气体管，如被磁结构包围的荧光管。本领域的技术人员将会认识到通过产生磁场以影响连接到电极104上的导体802中的电流的电子自旋的其他磁结构和方法。

图9为根据本发明示出用于使纳米簇生长的装置900的另一个实施例的示意性框图。装置900为图3所示装置300的更具体的实施例，其具有三对电极104，并可以为纳米簇模块102。在示出的实施例中，装置900包括中压模块202、电磁谐振放大器310、电子自旋模块312、原材料进料机模块108、三对电极104和功率传感器314。中压模块202基本上类似于针对图5描述的中压模块202。电磁谐振放大器310基本上类似于针对图7所述的电磁谐振放大器310。电子自旋模块312基本上类似于针对图8所述的电子自旋模块312。功率传感器314基本上类似于针对图3和功率平衡模块308所述的那些。装置900可单独用作单个纳米簇模块102，或用作一系列纳米簇模块102中的一个，其中来自一个纳米簇模块102的加工材料120为下一个纳米簇模块102的原材料118。

图10A和10B为根据本发明示出六对电极104的电极间距和配置的一个实施例的俯视图和侧视图的示意性框图。在图10A中，电极对布置成环形，以使得反应区110在环的中间。在一个实施例中，各对电极104被电极对-电极对间距1002分离，该间距对于每对电极104而言都是相同的。在另一个实施例中，各对电极104之间的电极对-电极对间距1002有所不同。在一个实施例中，反应区110为具有引导原材料穿过反应区110的物理屏障的反应室。在示出的实施例中，各对电极的末端延伸到反应室内。在其他实施例中，反应室的大小不同并可以在电极104的内部。

图10B中所示的尺寸视图示出了各对电极104内的电极104之间的间距。在示出的实施例中，一对电极104中的电极104在垂直方向上被电极对间距1004隔开。在其他实施例中，一对电极104的电极对间距1004可以与另一对电极104的电极对间距1004不同。反应区110被示为垂直延伸并可以是管式的反应室。在其他实施例中，反应室可以具有不同的形状。

图11为根据本发明示出用于使纳米簇生长的装置1100的一个实施例的透视图的示意性框图。装置1100可以类似于图9中的装置900并包括中压模块202、电磁谐振放大器310、电子自旋模块312、六对电极104和上文所述的其他组件。

图12为根据本发明示出用于使纳米簇生长的方法1200的一个实施例的示意性流程图。方法1200开始，场生成模块106生成中压波形(1202)并将中压波形传送至一对或多对电极104，从而在每对电极104上产生电晕放电112。每对电极104中的电极被电极对间距1004分离，各对电极104被电极对-电极对间距1002分离。电晕放电112在整个电极104上生成电磁场114。整个电极上的电压电势为中压。

宽频生成模块204生成中压波形内的广谱频率(1204)，元素吸引模块302生成中压波形内的一个或多个吸引频率(1206)。每个吸引频率为选择用于引起特定元素原子内谐振的频率。原材料进料机模块108进料原材料118颗粒穿过电磁场114(1208)，方法1200结束。原材料118包括特定元素的原子。具有广谱频率的电磁场114可将进料穿过电磁场的原材料114的至少一部分(1208)分离成自由原子。吸引频率可引起特定元素的原子在电极104之间谐振并以纳米簇的形式聚集在电极104中的一者或多者上。

图13为根据本发明示出使纳米簇生长的方法1300的另一个实施例的示意性流程图。方法1300开始，并且方法1300启动DC-DC转换器(1302)。在一个实施例中，DC-DC转换器为中压模块202的一部分。方法1300将原材料118进料到纳米簇模块102的反应区110内(1304)。在一个实施例中，原材料进料机模块108进料原材料118(1304)。

方法1300感测各对电极104上的功率平衡(1306)。在一个实施例中，功率平衡模块308与功率传感器314一起感测功率平衡(1306)。方法1300确定各对电极104之间的功率是否平衡(1308)。如果方法1300确定功率不平衡(1308)，则方法调整电极104上的功率平衡(1310)。在一个实施例中，功率平衡模块308感测并调整电极104的功率(1310)，功率平衡模块308用功率传感器314感测一对电极104上的功率。如果方法1300确定各对电极104之间的功率平衡(1308)，则方法1300确定是否有更多的原材料118可用(1312)。

如果方法1300确定更多的原材料118可用(1312)，则方法1300返回并将原材料106进料到反应区110内(1304)。如果方法1300确定没有更多的原材料118可用(1312)，则方法1300停止向反应区110进料原材料118(1314)并从电极104上和/或反应室侧面回收纳米簇(1316)，方法1300结束。

在不脱离本发明精神或本质特性的情况下，本发明可以其他具体方式体现。无论从哪个方面来看，都应将所述实施例视为仅为示例性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求书指明而非上述说明内容指明。落入权利要求等同物的意义和范围内的所有变化都包括在其范围内。

Claims (24)

1.一种用于使纳米簇生长的装置，所述装置包括：

一对被电极对间距分离的电极；

在整个所述电极上产生电晕放电的场生成模块，所述电晕放电在所述电极附近产生电磁场，所述电极上的电压电势包括中压，所述场生成模块包括

生成中压波形的中压模块，所述中压波形被传送至所述电极，以产生所述电晕放电；以及

生成所述中压波形内的广谱频率的宽频生成模块；以及进料原材料颗粒穿过所述电磁场的原材料进料机模块，具有所述广谱频率的所述电磁场可将穿过所述电磁场进料的所述原材料的至少一部分分离成自由原子。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述场生成模块还包括生成所述中压波形内的一个或多个吸引频率的元素吸引模块，其中每个吸引频率包括选择用于引起特定元素原子内谐振的频率，所述原材料包括所述特定元素的原子，其中所述吸引频率可引起所述特定元素的原子在所述电极之间谐振并以纳米簇的形式聚集在一起。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述电极对包括一组两对或更多对电极中的一对电极。

4.根据权利要求3所述的装置，其中每个电极对被电极对间距分离，每对电极被电极对-电极对间距分离，其中每对电极以第一取向方向取向，各对电极之间的所述电极对-电极对间距的方向垂直于所述电极对间距。

5.根据权利要求3所述的装置，其中所述场生成模块还包括调节传送至每对电极的所述中压波形的工作周期的工作周期模块，其中所述工作周期包括开启时间和关闭时间，所述开启时间和所述关闭时间构成工作周期，所述开启时间包括所述中压波形被传送至一对电极时的一段时间，所述关闭时间包括不将所述中压波形传送至所述电极对的时间，其中一对电极的所述工作周期的开始时间与其他电极对的所述工作周期的其他开始时间错开。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述电极对组包括三对或更多对电极，并且其中所述工作周期模块还包括使工作周期交替以形成在中压波形被传送至各对电极时的环形模式工作周期的气旋模块。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述工作周期的倒数包括工作周期频率，并且其中所述中压波形的开关频率为高于所述工作周期频率的频率。

8.根据权利要求3所述的装置，其中所述中压模块将输入电压转换成一个或多个中压、直流(“DC”)波形，每个波形被传送至一对电极，每个波形包括多个谐波频率。

9.根据权利要求3所述的装置，其中所述场生成模块还包括平衡所述电极对组中的各对电极之间的功率的功率平衡模块。

10.根据权利要求3所述的装置，其中所述两对或更多对电极的组布置在反应室周围，其中每个电极的末端最靠近所述反应室，其中一对电极中的每个电极包括正极和负极，并且其中所述电极对组中的所述正极布置在第一平面中，所述电极对组中的所述负极布置在第二平面中。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述反应室包括侧面，所述侧面被构造用于在所述原材料颗粒穿过所述电磁场时容纳所述原材料颗粒。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述电极对垂直取向。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述原材料进料机进料所述原材料颗粒垂直穿过所述电磁场，其中重力推动所述原材料颗粒穿过所述电磁场。

14.根据权利要求1所述的装置，其中所述场生成模块还包括放大所述中压波形内的谐波频率的电磁谐振放大器。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述电磁谐振放大器包括具有非导电涂层的矩形带，所述矩形带卷绕成线圈，所述线圈包括所述矩形带的第一半，所述第一半缠绕在所述矩形带的第二半周围，并在中心连接，其中电流进入所述矩形带的所述第一半并围绕所述线圈的所述中心行进，然后在所述矩形带的所述第二半中以反向行进并离开所述矩形带的所述第二半，其中所述矩形带的相邻部分之间的间距至少部分地基于所述非导电涂层形成电容耦合。

16.根据权利要求1所述的装置，其中所述场生成模块还包括使所述中压波形内的电子自旋对齐的电子自旋模块。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述电子自旋模块通过在将中压波形输送至电极的导体中产生诱导磁场而使所述中压波形内的所述电子自旋对齐。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述电子自旋模块包括围绕所述导体的一个或多个磁铁。

19.根据权利要求1所述的装置，其中所述中压包括高于1,000伏特的电压。

20.一种使纳米簇生长的系统，所述系统包括：

一个或多个纳米簇模块，每个纳米簇模块包括：

两对或更多对电极，每个电极对内的电极被电极对间距分离，每对电极被电极对-电极对间距分离，其中每对电极以第一取向方向取向，各对电极之间的所述电极对-电极对间距的方向垂直于所述电极对间距；

在所述电极上产生电晕放电的场生成模块，所述电晕放电在所述电极附近产生电磁场，所述电极上的电压电势包括中压，所述场生成模块包括：

生成中压波形的中压模块，所述中压波形被传送至所述电极，以产生所述电晕放电；以及生成所述中压波形内的广谱频率的宽频生成模块；以及

进料原材料颗粒穿过所述电磁场的原材料进料机模块，具有所述广谱频率的所述电磁场可将穿过所述电磁场进料的所述原材料的至少一部分分离成自由原子，

其中离开纳米簇模块的原材料颗粒被进料到下一个纳米簇模块的所述原材料进料机模块中。

21.根据权利要求1所述的系统，其中每个场生成模块还包括生成所述中压波形内的吸引频率的元素吸引模块，其中元素吸引模块的所述吸引频率包括选择用于引起特定元素原子内谐振的频率，所述原材料包括所述特定元素的原子，并且其中每个纳米簇模块包括具有用于不同特定元素的吸引频率的元素吸引模块。

22.根据权利要求1所述的系统，还包括在将所述原材料颗粒进料到所述原材料进料机模块中之前将所述原材料颗粒粉碎成较小颗粒的材料粉碎模块。

23.一种用于使纳米簇生长的方法，所述方法包括：

生成中压波形并将所述中压波形传送至一对或多对电极，以便在每对电极上产生电晕放电，每对电极中的电极被电极对间距分离，每对电极被电极对-电极对间距分离，所述电晕放电在所述电极附近产生电磁场，所述电极上的电压电势包括中压；

生成所述中压波形内的广谱频率；

生成所述中压波形内的一个或多个吸引频率，其中每个吸引频率包括选择用于引起特定元素原子内谐振的频率；以及

进料原材料颗粒穿过所述电磁场，所述原材料包括所述特定元素的原子，具有所述广谱频率的所述电磁场可将穿过所述电磁场进料的所述原材料的至少一部分分离成自由原子，其中所述吸引频率可引起所述特定元素的原子在所述电极之间谐振并以纳米簇的形式聚集。

24.根据权利要求1所述的方法，还包括使每对电极的所述中压波形以工作周期速率循环，一对电极的每个工作周期的开启时间与其他电极对的所述工作周期的所述开启时间错开。

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