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研究人员创造了一种石墨烯电路 可捕捉其热运动转化为电流

来自阿肯色大学的一个研究小组已经成功开发出一种可以捕捉石墨烯的热运动并将其转化为电流的电路。物理学家们表示,基于石墨烯的能量收集电路可以被整合到芯片中,为小型设备和传感器提供清洁、无限的低压电力,而在一定程度上不再依赖外部电池提供能源。

研究人员创造了一种石墨烯电路 可捕捉其热运动转化为电流

这一突破是三年前在阿肯色大学进行的研究的一个分支,该研究发现,独立的石墨烯,即单层碳原子,会以一种拥有潜在能量收集能力的方式起伏、弯曲。然而这个想法是有争议的,因为它驳斥了物理学家理查德·费曼关于原子的热运动(即所谓的布朗运动)不能做功的著名论断。

然而,大学研究人员发现在室温下石墨烯的热运动确实能在电路中诱发出交流电,并且他们的特殊设计还增加了输送的功率。研究人员表示,他们发现二极管的开关式行为放大了输送的功率,而不是像以前认为的那样减少了功率。

该项目的科学家们能够使用一个相对较新的物理学领域来证明二极管增加了电路的功率。这个新兴领域被称为随机热力学。研究人员表示,石墨烯和电路有着共生的关系,当热环境对负载电阻施加影响时,石墨烯和电路处于相同的温度,热量不会在两者之间流动。这是一个重要的发现,因为两者之间的温差会违背热力学第二定律

其他的发现还包括,石墨烯相对缓慢的运动会在电路中诱导出低频的电流,这从技术的角度来说是很重要的。这很重要,因为电子器件在低频下运作更有效率。下一个目标是确定是否可以将直流电流储存在电容器中,以便以后使用,还计划将这些装置进行小型化。

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