Графен — источник бесконечной энергии?

Автор: | Ноябрь 27, 2017
  • 2
  • 5
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
    7
    Поделились

Новые исследования вибраций графена, открыли физический феномен в атомном масштабе, который можно использовать для получения практически безграничной чистой энергии.

Команда физиков, возглавляемая исследователями из Университета Арканзаса, не собиралась открывать радикально новый способ питания электронных устройств. Их цель была гораздо более скромной — просто посмотреть, как трясет графен.

Мы все знакомы с зернистым материалом на основе углерода, который называется графитом и обычно используется в карандашах. То, что мы видим как мазки, оставленные карандашом — это фактически уложенные листы атомов углерода, расположенные по образцу «куриной проволоки». Поскольку эти листы не соединены вместе, они легко скользят друг над другом.

В течение многих лет ученые задавались вопросом, можно ли изолировать отдельные листы графита, чтобы двумерная плоскость «куриной проволоки» углерода осталась сама по себе. В 2004 году русскими учёными Андреем Геймом и Константином Новоселовым из Манчестерского университета была опубликована работа в журнале Science, где сообщалось о получении графена на подложке окислённого кремния.

Чтобы существовать на достаточно стабильном уровне, 2D-материал должен был «обмануть» законы физики каким-то образом, действуя как 3D-материал. Лазейкой оказалось случайное смещение атомов, выскакивающих вверх и вниз и добавляющее 2D-листу графена необходимое третье измерение.

Другими словами, графен возможен потому, что он не абсолютно плоский, но вибрирующий на атомном уровне таким образом, что его связи не разрушаются от этих спонтанных вибраций.

Чтобы точно измерить уровень этого смещения, физик Пол Тибадо недавно возглавил группу аспирантов в простом исследовании. Они уложили листы графена на вспомогательную медную сетку и наблюдали изменения в положениях атомов с помощью сканирующего туннельного микроскопа.

За время наблюдения и записи качания атомов в графене, исследователи не смогли выделить никакую закономерную модель поведения. Они не могли воспроизвести данные, которые собирали, от одного испытания к другому.

«Студенты почувствовали, что мы не узнаем чего-либо полезного, — говорит Тибадо, — и я задался вопросом, может мы неправильно смотрим?». Он повернул эксперимент в другом направлении, ища закономерности. «Мы разделили каждое изображение на суб-изображения. Глядя на крупномасштабные средние значения мы не замечали локальные закономерности. Каждое суб-изображение с течением времени стремилось к более закономерному поведению».

Команда быстро обнаружила, что листы графена гнулись, совсем не так, как кусок тонкого металла, который изгибают с краев вверх и вниз. Закономерности небольших случайных колебаний, были похожи на неожиданные сильные сдвиги, известные как полеты Леви. Хотя они наблюдались в сложных биологических и климатических системах, в атомном масштабе их увидели впервые.

Измеряя скорость и масштаб этих графеновых волн, Тибадо предположил, что возможно использовать этот эффект в качестве естественного источника энергии. Пока температура вынуждает атомы графена двигаться, мембрана будет продолжать пульсировать и изгибаться. Поместите электроды по обе стороны графеновой мембраны, и у вас будет крошечное смещающее напряжение.

Кратко о том, что обнаружил физик Пол Тибадо, и какое это может иметь применение смотрите в коротком ролике:

источник


  • 2
  • 5
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
    7
    Поделились
  • 7
    Поделились

Добавить комментарий