MOLDOVENII.MD

Graful s-a dovedit a fi o sursă de energie infinită

Fizicienii din SUA au descoperit accidental că grafenul poate genera energie folosind mediul înconjurător și în curând va deveni un nou cuvânt în domeniile energiei și bioinicii. Existenta grafenului in natura este un fenomen posibil datorită faptului că oamenii de știință au găsit o "breșă" în legile fizicii și au făcut ca această structură atomică bidimensională să se comporte ca un material tridimensional. Toate noile cercetări descoperă aplicații utile ale acestui material, iar prognozele sună foarte promițătoare: s-a descoperit că grafenul poate fi folosit pentru a obține aproape un număr infinit de energie!

Descoperire accidentală

O echipă de fizicieni, condusă de cercetători de la Universitatea Arkansas, a făcut această descoperire complet accidentală. Scopul inițial al experimentelor lor era studierea vibrațiilor grafenului - dar pentru ce?

Toți suntem familiari cu grafitul granulat, care este folosit în mod obișnuit împreună cu componente ceramice pentru a crea mina unui creion. Fâșia neagră rămasă după ce mina creionului este trasă pe hârtie este, de fapt, o serie de foi subțiri de atomi de carbon, care se alunecă ușor unul peste altul. De-a lungul anilor, fizicienii s-au întrebat dacă este posibil să se izoleze o astfel de foaie și să se facă să fie o suprafață bidimensională independentă?

În 2004, fizicienilor de la Universitatea din Manchester le-a reușit acest lucru. Pentru a exista independent unul de celălalt, foișoarele de atomi de carbon trebuie să se comporte ca un material tridimensional pentru a asigura stabilitatea necesară. S-a descoperit că "breșa" în acest caz constă în deplasarea atomilor mobil, ceea ce conferă grafenului proprietăți tridimensionale. Altfel spus, grafenul nu a fost niciodată 100% plat - vibrații la nivel atomic, astfel încât legăturile sale să nu fie supuse unei descompuneri spontane.

Pentru a măsura nivelul acestei deplasări și vibrații, fizicianul Paul Thibado a condus recent un grup de doctoranzi și a efectuat o cercetare destul de simplă cu ei. Cercetătorii au plasat foițele de grafen pe o rețea de cupru specială și au observat schimbările în pozițiile atomilor folosind un microscop. Cu toate acestea, cifrele nu se potriveau cu modelul așteptat. Mai mult, datele diferă de la un test la altul.

Grafenul ca sursă de energie

Thibado a decis să îndrepte experimentul în altă direcție, încercând să găsească un model adecvat și schimbând modul de analiză a datelor. Cercetătorii au împărțit fiecare imagine obținută în procesul de măsurare în sub-imagini. Strategia s-a dovedit a fi corectă: imaginea în ansamblu nu a permis studierea regulilor de mișcare ale atomilor, dar analiza părților sale a permis descoperirea unui aspect interesant. Se presupunea că foișoarele de grafen se mișcau după același principiu ca foișoarele de metal îndoit - dar această presupunere s-a dovedit a fi greșită.

S-a descoperit că totul se datorează așa-numitelor "zboruri ale lui Lévy" - modele de mici fluctuații aleatorii, combinate cu schimbări bruște și neașteptate. Sisteme similare au fost observate anterior în sistemele biologice și climatice, dar fizicienii le-au văzut pentru prima dată la nivel atomic. Măsurând viteza și scala acestor unde grafenice, Thibado a presupus că acestea pot fi folosite pentru a extrage energie din mediul înconjurător.

În timp ce temperatura mediului împiedică mișcarea "confortabilă" a atomilor grafenului unul față de celălalt, aceștia vor continua să pulseze și să se îndoaie. Plasați electrozii pe ambele părți ale unei secțiuni de grafen - și obțineți un generator mic. Conform calculelor, un grafen de 10x10 microni are o putere de 10 microwați. Având în vedere că pe capul unui ac de siguranță pot încăpea până la 20.000 de astfel de pătrate, o astfel de "stație electrică" nu pare prea impresionantă, nu-i așa? Cu toate acestea, această putere la temperatura camerei ar fi suficientă pentru a alimenta un dispozitiv mic, cum ar fi un ceas electronic de mână. De asemenea, interesant este faptul că în viitor, acest mod de a obține energie ar putea duce la crearea de implanturi bio care nu necesită baterii voluminoase.

Concluzie

În prezent, Thibado colaborează deja cu cercetătorii de la Laboratorul de Cercetare Navală al SUA pentru a înțelege dacă această strategie are un viitor. Poate că tocmai grafenul va deveni acea "sursă de energie a viitorului" care în curând va permite tehnologiilor să facă un avans semnificativ.