石墨烯是一种了不起的材料。它由单层二维碳原子构成,却比钢强200倍,导电性也优于任何其他材料,据曼彻斯特大学介绍,该材料于2004年在该校首次被分离出来。
石墨烯还具有多种潜在用途,包括在生物医学领域实现靶向药物递送,以及延长智能手机电池的使用寿命。
目前,阿肯色大学的一个研究团队发现有证据表明,石墨烯还可用于提供无限量的清洁能源。
该团队表示,其研究基于石墨烯能够像海面上的波浪一样在第三维度上“起伏”的特性。研究人员称,这种运动可以转化为能量。
为研究石墨烯的运动,首席研究员保罗·蒂巴多(Paul Thibado)及其团队将石墨烯薄片铺设在一个作为支架的铜网格上,从而使石墨烯能够自由运动。

研究人员使用扫描隧道显微镜(STM)观察这些运动,发现聚焦于单个起伏进行研究可获得更清晰的结果。
在分析数据时,蒂巴多既观察到了被称为布朗运动的微小随机波动,也观察到了范围更大的协同运动。

研究人员表示,石墨烯薄片上的原子会随环境温度振动,这些运动使其曲率反转,从而产生能量。
能量收集
“这是利用二维材料运动作为可收集能源来源的关键,”蒂巴多表示。
“液体中的原子会向随机方向运动,与之不同,石墨烯薄片中相互连接的原子会协同运动。这意味着可以利用现有纳米技术收集它们的能量。”
蒂巴多实验室中的石墨烯薄片直径约为10微米(可以排列在一根大头针的针头上的数量超过两万片)。单个起伏所表现出的每一次波动仅为10纳米×10纳米,研究人员表示,其可产生10皮瓦的功率。
因此,每个微型薄膜都有潜力产生足以为腕表供电的能量,而且永远不会磨损,也无需充电。

蒂巴多已研制出一种名为“振动能量收集器”的装置,他声称该装置能够将所收集的能量转化为电能,如下方视频所示。
这种自充电电源还有潜力将日常物品转变为智能设备,并为心脏起搏器、助听器和可穿戴传感器等更为复杂的生物医学设备供电。
蒂巴多表示:“自供电使智能生物植入物成为可能,这将深刻影响社会。”


