Графен как источник неиссякаемой чистой энергии
На идею создания генератора профессора физики в Университете Арканзаса Пола Тибадо натолкнули странные микроскопические процессы в листе графена, состоящего из одного слоя атомов углерода, нанесённого на медный лист. Эти движения команда исследователей наблюдала с помощью микроскопа.
Как только они начали анализировать это явление, то сделали удивительное открытие — по сути дела в графене возникала рябь, подобная ряби (волнам) на поверхности моря, возникающая из-за комбинации небольших случайных движений и приводящая к появлению более крупных случайных движений.
Для справки: графен представляет собой двумерную гексагональную структуру, в которой каждый атом углерода связан с тремя соседними атомами ковалентными сигма- и пи-связями. Тепловое смещение (броуновское движение атомов) одного атома, суммируясь с тепловыми смещениями других атомов, вызывает появление поверхностных волн с горизонтальной поляризацией, известных в акустике как волны Лява. Из-за листоподобной природы графена его атомы колеблются как бы в тандеме, что отличает подобные движения от случайных движений молекул в жидкостях.
В интервью журналу Research Frontiers профессор Тибадо сказал: «Это ключ к использованию движения 2D-материалов в качестве источника неиссякаемой энергии. Тандемные вибрации вызывают рябь в листе графена, что позволяет извлечь энергию из окружающего пространства, используя новейшие нанотехнологии». По сути дела впервые удалось получить техническую реализацию «демона Максвелла», пусть даже на наноразмерном уровне.
Поместив лист графена между двумя листами меди, исследователи получили крошечный генератор переменного напряжения. Это устройство может оказать сильное влияние на наш доступ к неиссякаемой чистой энергии. Подобная технология может позволить отправлять, получать, обрабатывать или хранить информацию, приводимую в действие исключительно теплом, доступным при комнатной температуре, что может иметь замечательные последствия и разнообразные приложения.
Фантастические технологии
Тибадо подал заявку на получение патента на наногенератор, но пока ещё не доказал его эффективность. Потенциал этого изобретения огромен, но надо будет убедиться в работоспособности прототипа. И если претензии этой команды подтвердятся, это может революционизировать не только генерацию энергию, но и устройства, которые мы в будущем сможем создать.
Одним из потенциальных приложений является медицинское оборудование. Современные медицинские имплантаты часто требуют наличия батарей. И, хотя эти батареи долговечны, самозарядное устройство, которое использует микроскопические движения в графене, может позволить устройствам быть как меньшими по размерам, так и более эффективными в долгосрочной перспективе. Напрашивается тривиальное применение такого наногенератора для питания слуховых аппаратов, разного рода сенсоров и датчиков вплоть до «умной» одежды, носимой аппаратуры и даже устройств для связи с ИИ, выполняющего, например функцию переводчика-синхрониста.
05.12.2017 14:03
