在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的形勢下,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、能量傳送等各個方面,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物之間的化學(xué)反應(yīng)速度提高1200多倍,從而使人們對微波有了新的認識,大大改變了以往認為微波只能加熱含水物質(zhì)的偏見,使微波加熱功能擴展到有機物質(zhì)領(lǐng)域,并取得了一個又一個新的成果。
科研機構(gòu)開發(fā)出微波燒制陶瓷新技術(shù),這種技術(shù)可縮短燒制時間,從而降低能耗。新技術(shù)的特點是讓毛坯吸收微波,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,同時減少二氧化碳的排放。經(jīng)過利用微波燒出的陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量毫不遜色于用電、燃氣或重油燒成的產(chǎn)品,這種技術(shù)可用來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,不允許揚起一點灰塵。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程中體積膨脹,從而使混凝土產(chǎn)生裂炸。在此過程中,不會產(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時費力,產(chǎn)生的濃煙要污染環(huán)境,在運輸過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。美國還發(fā)明出一種利用微波來對公路進行修補的方法。過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,修補后的公路也失去原來的平整。采用微波修補方法之后,通過一種裝置向需要修補的公路路面發(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,再利用壓路機就會很容易地將路面平。
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供給能量進行工作,空中的飛機也能夠通過接收從地面發(fā)射的微波束中得到能量,進行預(yù)定的飛行計劃。地面上的微波站將能量很高的微波發(fā)射到很遠的空間,裝置在飛機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)動飛機上的發(fā)動機。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)一個微波發(fā)送站,就可以使微波飛機不用著陸、不用加油,持續(xù)不斷地圍繞地飛行。 1987年9月,第一架無人駕駛的微波飛機在加拿大涅太華郊外的機場成功地飛上藍天。在高空持續(xù)飛行了20分鐘。它的能量來自于安裝在飛機下面的圓盤天線,地面上的發(fā)射機將電能轉(zhuǎn)化為微波輸送到天空,飛機接收之后,再轉(zhuǎn)化為電力,驅(qū)動螺旋槳進行飛行。
隨后不久,美國研制成功一種無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,就可以供給電動機使用。飛行器的飛行高度可以達到183-21350米,能夠在空中停留90分鐘。 1991年,美國和加拿大科學(xué)家合作建立了一座技術(shù)先進的地面微波站。這里有世界上最大的微波發(fā)射天線,可以將微波發(fā)射到幾萬米高的空間。飛機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個月。
現(xiàn)在,日本研制出了性能更為先進的微波供能飛機。通過采用最新的半導(dǎo)體技術(shù)和相控陣天線自動定向技術(shù),能夠使微波傳送得更遠、定向精度更高。同時,避免了發(fā)射天線的機械移動,控制起來非常靈活,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)想用微波的能量來發(fā)射航天飛機,這樣所需經(jīng)費只為用火箭發(fā)射經(jīng)費的二十分之一。與此同時,科學(xué)家利用微波進行大氣檢測和監(jiān)測,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)域微波可以用來治療各種病癥,為患者解除痛苦和精神負擔(dān)。一種極其細小的微波發(fā)生器,可以直接從口腔、尿道、肛門送入人體內(nèi),直接殺死癌細胞,可用于治療胃、食道、前列腺等處的癌癥或膿腫。若把極細的微波發(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)給自己帶來的不適感與出血現(xiàn)象。在處理過程中,醫(yī)務(wù)人員把一個針頭大小的發(fā)熱探針插入二個腫脹扁桃腺的3個點,并在每個點上停留幾秒鐘的時間。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,將微波凝固法運用到胃癌的治療上。它是利用微波對蛋白質(zhì)的熱凝固作用,便腫瘤組織細胞凝固壞死,F(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,通過電極放射的微波使腫瘤組織凝固,殺死腫瘤細胞。該方法因無需做開腹手術(shù),對患者身體的損傷較小,治療費用也很低,受到醫(yī)生和患者的歡迎。