Az Arkansasi Egyetem fizikusai felfedezték a grafén egy olyan új tulajdonságát, amely kiaknázható végtelen tiszta energia előállításához.
Miközben tanulmányozták a grafén képességeit hullámzás és rázás közben, Paul Thibado fizikus és posztgraduális hallgatók egy csoportja olyan korábban ismeretlen viselkedést fedezett fel, melynek során a csodaanyag csekély és véletlenszerű módon hajlik és csavarodik, ami potenciálisan lehetővé teszi, hogy a grafént környezeti energiaforrásként használják. Ha két elektródát adnak hozzá egy finoman rázott grafén lap mindkét oldalához, kis áttételi feszültség jön létre, és ezt rétegzéssel növelni is lehet. (1)
Erre a felfedezésre a grafén egy meglehetősen hétköznapi tulajdonsága miatt jutottak. Ez nem más, mint az atomok véletlenszerű mozgása, amely lehetővé teszi, hogy a közel 2D-s grafén 3D anyagként működjön.
Ennek a viselkedésnek a tanulmányozásához a diákok rézhálóra rétegelték a grafén lapokat, és megfigyelték az atommozgást egy pásztázó alagútmikroszkóppal.
"A hallgatók úgy érezték, hogy nem fogunk megtudni semmi hasznosat," - mondta Thibado - "de azon tűnődtem, vajon túlságosan egyszerű kérdést teszünk-e fel."
A diákok ezt követően egy mintát kerestek a grafén mozgásában. "A nagyarányú átlagokat nézve a különböző minták rejtve maradnak. Egyetlen kép minden egyes régiója, az idő függvényében, sokkal értelmesebb mintát hozott létre," - mondta Thibado.
A kisebb, véletlenszerű ingadozásoknak ezt a értelmes mintáját, amely drámai váltásokhoz vezet, Lévy-repülésnek hívják. Habár a biológiai és éghajlati vizsgálatokban korábban tapasztalták ezt a jelenséget, ez az első olyan eset, amikor atomi szinten figyelték meg.
Ezek a mozgások lehetővé teszik egy kis feszültség előállítását a grafénen belül. Thibado becslése szerint egy 10x10 mikronos grafén tíz mikrowatt teljesítményt eredményezhet. Bár ez nem feltétlenül tűnik soknak, a grafén azon képessége, hogy kis helyen is erősen rétegezhető, gyakorlati elektromos töltést eredményezhet, amely például bioimplantátumok táplálására használható, amelyek így nem igényelnek nehézkes elemeket. A jövőben a grafén talán az új elektronikus eszközöket fogja elektromos árammal ellátni.
Paul Thibado
Thibado azt jósolja, hogy ezek a grafén generátorok megváltoztathatják környezetünket, lehetővé téve, hogy bármely tárgy küldjön, fogadhasson, feldolgozzon és tároljon információkat, mindössze szobahőmérsékleten. Ez jelentős következményekkel járna a fizikai tárgyak digitális világhoz való csatlakoztatását célul kitűző erőfeszítésekre, vagyis a dolgok internetének világára.
Ez az öntöltő, mikroszkópikus energiaforrás a hétköznapi tárgyakat intelligens eszközökké teheti, valamint bonyolultabb biomedicinális eszközöket, mint például pacemakereket, hallókészüléket és viselhető érzékelőket eredményezhet. (2)
Thibado az Egyesült Államok Haditengerészeti Kutatólaboratóriumával működik együtt, hogy tovább vizsgálják és fejlesszék a koncepciót.
(1) - https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.126801
(2) - https://researchfrontiers.uark.edu/good-vibrations/