infa.lt

Amerikiečių mokslininkai atrado grafenui naują paskirtį, pasakoja portalas New Atlas. Jie sukūrė mechanizmą, leidžiantį išgauti elektros energiją iš vibracinės grafeno energijos, be to tą daryti galima be galo ilgai.

Kas yra grafenas, ir kodėl apie jį taip dažnai kalba mokslininkai

Grafenas – tai tam tikra anglies forma, sudaryta iš vieno atomo storio sluoksnio ir sujungta tarpusavyje į dvimatę kristalų struktūrą, primenančią groteles. Mokslininkai atrado šią medžiagą santykinai neseniai ir jau aptiko daug jos privalumų: tai didelio mechaninio stangrumo, aukšto šilumos laidumo ir elektronų judrumo struktūra. Visa tai daro grafeną perspektyvių pagrindu pačių įvairiausių įtaisų ir prietaisų gamybai: nuo apšvietimo lempų iki mikrofonų, vandens filtrų, išmaniųjų telefonų ekranų ir netgi šildančios avalynės.

Kažkada specialistai negalėjo nė įsivaizduoti, jog tokia „judri“ ir tuo pačiu tvirta anglies modifikacija gali būti gamtoje – ji paprasčiausiai neatitiko to meto žinomų fizikos dėsnių. Tačiau pasirodė, jog visas reikalas Brauno judėjime (netvarkingas kietos medžiagos dalelių judėjimas, esančių skystyje ar dujose): atomų virpesiai sudaro savotiškas bangas, kurios į rsudaro galimybę grafenui egzistuoti tokioje būsenoje.

Kaip grafenas gali tapti energijos šaltiniu

Arkanzaso universiteto mokslininkai sutelkė savo dėmesį į šiuos virpesius ir priėjo išvados, kad juos galima pritaikyti elektros energijos gamybai. Tam jie pagamino specialų įtaisą – Vibration Energy Harvester (VEH). Pradžioje neigiamu elektros krūviu pakrauto grafeno lakštai buvo patalpinti tarp dviejų metalinių elektrodų. Kai atomai su banga pakildavo aukštyn, jie liesdavo viršutinį elektrodą, sukurdami teigiamą krūvį. Leisdamiesi žemyn jie „liesdavo“ apatinė elektrodą ir krūvis keisdavosi į neigiamą. Taip vykdavo kintamos elektros srovės sužadinimas.

Tiesa, tokiu būdu gautos elektros energijos kiekis buvo visai nežymus. Ko pakaktų, ko gero, tik rankinio laikrodžio baterijos pakrovimui. Bet jį galima padidinti naudojant didesnio ploto grafeno lakštus. Svarbu, kad atomų judėjimas vyksta nenutrūkstamai, ir tai reiškia, kad gaminti elektros energiją sistema gali iki begalybės. Fizikai planuoja pravesti eksperimentus su kitomis medžiagomis, o taip pat atrasti, kokią dar elektroniką galima pakrauti grafeno elektros energija.