Официальный сайт журнала "Экология и Жизнь"
You need to upgrade your Flash Player or to allow javascript to enable Website menu.
Get Flash Player  
Всё об экологии ищите здесь:
  Сайт функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям  
Сервисы:
Каналы:
Каналы:
Блоги:
Дайджесты,
Доклады:

ЭКО-ВИДЕО



Реклама


Translate this page
into English

Translate.Ru PROMT©


Система Orphus


Главная Информация / Info Инновации / New! Энергия из графена - даром! Энергию тепловых колебаний делают доступной полёты Леви

Энергия из графена - даром! Энергию тепловых колебаний делают доступной полёты Леви

Существование в природе графена — феномен, который стал возможен благодаря тому, что ученые нашли «лазейку» в законах физики и заставили сплошное двухмерное атомное полотно вести себя как трехмерный материал. Все новые и новые исследования открывают полезные применения этого материала, и прогнозы звучат весьма обнадеживающе: оказалось, что графен можно использовать для получения практически бесконечного числа энергии!

Случайное открытие

Команда физиков, возглавляемая исследователями из Университета Арканзаса, совершила открытие совершенно случайно. Первоначальной целью их испытаний было изучение вибрации графена — но для чего?

Все мы знакомы с зернистым графитом, который обычно используют вместе с керамическими компонентами для создания стержня карандаша. Черная полоска, которая остается после того, как грифель карандаша проведет по бумаге — это, по факту, тонкие листы атомов углерода, которые легко скользят друг над другом. В течение многих лет физики задавались вопросом: можно ли изолировать такой лист и сделать его самостоятельной двумерной плоскостью?

В 2004 году физикам из Манчестерского университета это удалось. Чтобы существовать отдельно друг от друга, листам углеродных атомов необходимо вести себя подобно трехмерному материалу, чтобы обеспечить необходимую стабильность. Оказалось, что «лазейкой» в данном случае является смещение подвижных атомов, что и придает графену свойства третьего измерения. Другими словами, графен никогда не был 100% плоским — он вибрировал на атомарном уровне так, чтобы его связи не подвергались спонтанному распаду.

Именно для того, чтобы измерить уровень этого смещения и вибрации, физик Пол Тибадо недавно возглавил группу аспирантов и совершил с ними весьма простое исследование. Ученые уложили листы графена на специальную медную сеть и наблюдали изменения в положениях атомов с помощью микроскопа. Однако цифры почему-то не соответствовали ожидаемой модели. Более того, от испытания к испытанию данные разнились.

Графен как источник энергии

Тибадо решил повести эксперимент в другом направлении, пытаясь найти подходящий шаблон и изменив для этого способ анализа данных. Исследователи разделили каждое изображение, полученное в процессе измерений, на суб-изображения. Стратегия оказалась верной: масштабная картина не позволяла изучить закономерности движения атомов, а вот анализ ее частностей в результате позволил выяснить нечто интересное. Предполагалось, что листы графена двигались по тому же принципу, что и согнутые листы металла — но это предположение оказалось ложным.

Оказалось, что все дело в так называемых «полетах Леви» — шаблонах небольших случайных колебаний, сочетающихся с внезапными, резкими сдвигами. Подобные системы раньше наблюдались в биологических и климатических системах, но в атомном масштабе физики видели их впервые. Измеряя скорость и масштаб этих графеновых волн, Тибадо предположил, что их можно использовать для извлечения энергии из окружающей среды.

Пока температура среды препятствует «комфортному» перемещению атомов графена относительно друг друга, они продолжат пульсировать и изгибаться. Поместите электроды с обеих сторон секции такого графена — и получится крошечный генератор. Согласно расчетам, граф размером 10х10 микрон графена обладает мощностью в 10 микроватт. Учитывая, что на булавочной головке может поместиться целых 20 000 таких квадратов, подобная «электростанция» выглядит не слишком впечатляюще, верно? Однако этой мощности при комнатной температуре будет достаточно, чтобы обеспечить энергией какой-нибудь маленький гаджет — к примеру, наручные электронные часы. Интересно и то, что в будущем подобный способ получения энергии может привести к созданию биоимплантов, которым будут не нужны громоздкие аккумуляторы.

Заключение

В настоящее время Тибадо уже сотрудничает с учеными Военно-морской исследовательской лаборатории США, чтобы понять, есть у этой стратегии будущего. Возможно, именно графен станет тем источником «энергии будущего», который уже в ближайшее время позволит технологиям сделать существенный прорыв.

https://www.popmech.ru

графен 

30.11.2017, 909 просмотров.


Нравится

ИННОВАЦИОННЫЙ КАНАЛ
12.11.2018 20:34:42

Жить на воде. Плавучие города-государства спасут человечество?

Идеологи систейдинга предлагают альтернативу жизни на суше – свободные сообщества, плавающие в открытом море вне юрисдикции конкретной страны

потенциал, города, вода

30.10.2018 10:57:31

Как растения сделали планету пригодной для жизни

Растения превратили безжизненную пустыню в цветущую планету. Как им это удалось?

жизни, планету, растения

20.10.2018 11:17:00

Как не превратить 4 триллиона рублей в мусор? Особенности нацпроекта "Экология"

Минприроды разработало план создания единой управляющей компании в сфере обращения с отходами. Госкомпания будет распределять средства от экологического сбора, финансировать инвестпроекты и покупать активы в мусоропереработке

мусор, экология, нацпроект

22.09.2018 12:44:00

Что такое нацпроект «Наука» и как его создавали

Как устроена работа над национальным проектом «Наука», откуда он будет финансироваться и как планируют создать в России научные центры мирового уровня

наука, проект, Россия

17.08.2018 19:39:00

Уроки для 21-го века (Vintage Digital) / О том, что 2050 год имеет в виду для человечества.

Забудьте о программировании — лучший навык для обучения детей — это переосмысление. В этом эксклюзивном извлечении из своей новой книги, автор Sapiens показывает, что отличает 2050 год от всей остальной истории человечества.

Юаваль Харари, человечества, уроки

17.07.2018 11:55:00

Последние расчеты расширения Вселенной требуют новых физических теорий

Астрономы представили максимально точные подсчеты скорости расширения Вселенной на сегодня. Оно все еще ускоряется, а современные теории и модели пока не дают ответа на вопрос: «Почему?»

Вселенная, теория, физика

08.07.2018 16:42:13

Могут ли потери на излучение звёзд объяснить тёмную энергию?/ Спросите Итана

Представление художника о тех временах Вселенной, в которые формировались первые звёзды. Из-за их света и слияний они будут испускать излучение, как электромагнитное, так и гравитационное. Но способно ли преобразование материи в энергию создавать антигравитацию?

Звезды, излучение, энергия

RSS
Архив "Лекции/Семинары"
Подписка на RSS
Реклама: Выигрывайте вместе с казино Вулкан Делюкс играя в автоматы