joi. aug. 5th, 2021

 

Această proprietate ar putea fi exploatată pentru producerea unei surse ipotetice de energie curată si nelimitată 

După toate legile, grafenul nu ar putea exista. De fapt totul se reduce la o breșă în fizică care vede un imposibil aranjament planar 2D de atomi de carbon dispuși într-o rețea hexagonală comportându-se ca un material 3D solid.

Noile cercetări au aprofundat rezultatele agitarii ușoare a grafenului, descoperind un fenomen fizic la o scală atomică, care ar putea fi exploatat ca o metodă de a produce o sursă ipotetică de energie curată si nelimitată.

Echipa de fizicieni condusă cercetători de la Universitatea din Arkansas nu și-a dorit să descopere o metodă radicală de alimentare a dispozitivelor electrice. 

Ținta lor a fost una cu mult mai umilă, și anume, doar să vadă cum se mișcă grafenul.

Toți știm ce este materialul negru închis pe bază de carbon numit grafit, care în combinație cu un material ceramic dă naștere minei pentru creioane.

Ceea ce vedem ca urme lăsate de creion sunt de fapt straturi ce atomi de carbon aranjați într-o rețea tip plasă. Cum aceste straturi nu sunt legate între ele, ajung să alunece una peste cealaltă.

Foarte mult timp cercetătorii s-au întrebat dacă pot izola un singur strat de grafit, în așa fel încât o singura rețea bidimensională de carbon de tip plasă sa fie de sine stătătoare.

În 2004 o echipă de cercetători de la Universitatea din Manchester au făcut imposibilul, izolând o fâșie dintr-o bucată de grafit care avea o grosime de un atom.

Pentru a exista, materialul 2D trebuia să trișeze cumva, comportându-se ca un material 3D în așa fel încât sa aiba un anumit nivel de rezistență.

Se pare că breșa era agitarea aleatoare a atomilor împingând în față și in spate, dând fâșiei de grafen 2D o dimensiune tridimensională care îi conferea proprietatea necesară sub aspectul rezistenței.

Cu alte cuvinte, grafenul exista deoarece nu era perfect plan, dar vibrat la nivel atomic în așa fel încât legăturile sale să nu se desfacă spontan. 

Pentru a măsura nivelul vibrațiilor, fizicianul Paul Thibado a condus recent o echipă de absolvenți într-un studiu simplu.

Au așezat straturi de grafen pe lamele de cupru si au verificat schimbările în poziționarea atomilor utilizând un microscop de scanare prin efect tunel.

Cu toate că putea fi înregistrată mișcarea atomilor din grafen, datele colectate nu corespundeau unui anumit model. De la un test la altul nu se reușea obținerea unui tipar. 

“Studenții trăiau cu impresia că nu vor reuși să învețe ceva util,” spunea Thibado, “dar mă gândeam dacă nu cumva am putea pune mai ușor o întrebare.”

Thibado a schimbat direcția experimentului, căutând acel tipar, privind datele dintr-o nouă perspectivă.

“Am separat fiecare imagine in frânturi de imagine,” spunea Thibado.

“Privind la scară mare, media masca diferitele tipare. Fiecare regiune a unei singure imagini, văzută în timp, oferea un tipar mai precis.”

Echipa a observat astfel imediat că straturile de grafen flambau într-un mod asemănător oricărei bucăți subțiri de metal care ar fi răsucită si mișcată înainte și înapoi din ambele capete .

Tiparul/modelul micilor fluctuații aleatorii, combinându-se prin schimbări bruște este cunoscut ca fiind  mișcarea Levy. Cu toate că au fost observate în sisteme biologice si climatice complexe, acum a fost prima dată când au fost identificate la nivel atomic.

Măsurând proporția si mărimea acestor valuri de grafen,  Thibado și-a dat seama că ar fi posibil să valorifice acest rezultat ca fiind o sursă de energie la temperatura ambiantă.

Atât timp cat temperatura grafenului permitea atomilor să își modifice poziția necontrolat, acesta continua să se onduleze și să se îndoaie. 

Punând electrozi la ambele capete ale acestei secțiuni de grafen care flambează, se va obține o mica modificare a voltajului.

După calculele lui  Thibado, o singura bucată de grafen cu dimensiunile de 10 x 10 microni ar putea produce o putere de 10 microwatti.

Nu pare impresionant la prima vedere, dar, ținând cont că pe vârful unui creion ar încăpea mai mult de 20,000 de astfel de pătrate, o mică cantitate de grafen la temperatura camerei ar putea fi fezabil să reprezinte sursă de energie nelimitată pentru un mic consumator, de exemplu un ceas de mână.

Mai mult, ar putea alimenta bioimplanturi care necesita baterii minuscule.

Oricât de extraordinară ar fi această descoperire, este nevoie încă de a parcurge etapa de cercetare. Din fericire Thibado muncește deja cu cercetătorii de la US Naval Research Laboratory sa determine dacă acest concept poate fi dezvoltat.

De la o molecula imposibil de a exista, grafenul a devenit un fel de material minune care a întors fizica cu susul în jos.

Așa că, a ajuns să fie promovat ca fiind viitorul în construcția de conductori. Este posibil sa il vedem alimentând noile dispozitive ale viitorului.

Lucrarea de cercetare a fost publicată în Physical Review Letters.

 

https://futurism.com/physicists-found-loophole-graphene-unlock-clean-limitless-energy?fbclid=IwAR2bfZykiR6IA32dgaWBzm9TzK2Ua7RaXdJnylV9_TClufGuCnvmdLPkecM

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *