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物理學家聲稱﹐已開發出能從石墨烯中採集能量的電路
本帖最後由 jiunn36 於 2020-12-6 12:10 AM 編輯美國阿肯色大學物理學家宣佈他們已經成功開發一種電路﹐能捕獲石墨烯熱運動並將其轉換為電流﹐由於從石墨烯中採集能量的想法一直以來都充滿爭議﹐這項發現也引起網路廣泛討論。
阿肯色大學團隊的研究已刊載於《Physical Review E》期刊。在這篇名為「獨立式石墨烯波動誘發的電流」一文中﹐團隊認為它們已經證實了物理學家3年前提出的理論﹐即石墨烯以某種方式摺疊彎曲時有機會能從中採集能量。
從石墨烯中採集能量的想法之所以充滿爭議﹐主要原因是這違反了知名物理學家費曼(Richard Feynman)的主張﹐原子的熱運動(布朗運動)不會起作用﹔但Thibado團隊發現﹐在室溫條件下﹐石墨烯的熱運動實際上確實會在電路中感應出交流電(AC)。
1950年時﹐物理學家Leon Brillouin曾發表一篇知名論文﹐駁斥「在電路中添加單向電門就從布朗運動中收集能量」的說法﹐有鑑於此﹐團隊改為用兩個二極體建造電路來將AC轉換為DC﹐結果意外發現這項設計更協助放大了傳遞的功率﹐團隊隨後也引用隨機熱力學證明了這一點。
研究合著者﹑物理學副教授Pradeep Kumar形容﹐石墨烯與團隊設計的電路間有著類似「共生」的關係﹐儘管熱環境看似能在負載電阻上起作用﹐但在溫度相同之下﹐熱量在石墨烯和電路之間並不流動。而這是相當重要的一點﹐因為這意味著事情並沒有違反熱力學第二定律﹐無須爭論馬克士威妖(Maxwell's Demon)的存在。
研究小組也發現﹐在低頻條件下石墨烯相對慢的運動會引發電路中的電流﹐這從技術角度來看很重要﹐因為電子設備在低頻下能更有效發揮作用。研究作者﹑阿肯色大學物理系教授Paul Thibado解釋﹐人們可能認為電阻器中流動的電流會導致發熱﹐但布朗運動並不會﹐而實際上沒有電流流動﹐電阻器會冷卻下來。「我們所做的﹐是重新路由電路中的電流並將其轉換為有用的東西」。
團隊未來目標是確定DC是否可以儲存在電容器中供隨後使用﹐而要做到這點﹐就得想辦法將電路小型化使其能在晶片上圖案成形﹐如果數百萬個同樣的微小電路可以建立在 1mm 的晶片上﹐那麼它們可以用做低功耗電池的替代品。
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