阿肯色大学 学分:阿肯色大学 阿肯色大学的一组物理学家已经成功开发出一种能够捕捉石墨烯热运动并将其转化为电流的电路
“基于石墨烯的能量收集电路可以集成到芯片中，为小型设备或传感器提供清洁、无限、低压的电源，”该发现的首席研究员、物理学教授保罗·提巴多说
发表在《物理评论》杂志上的这些发现证明了物理学家三年前在美国大学开发的一个理论，即独立的石墨烯——一层碳原子——以一种有希望获得能量的方式产生波纹和气泡
从石墨烯中获取能量的想法是有争议的，因为它驳斥了物理学家理查德·费曼的著名断言，即原子的热运动，即布朗运动，不能做功
Thibado的团队发现，在室温下，石墨烯的热运动实际上会在电路中感应出交流电，这一成就被认为是不可能的
20世纪50年代，物理学家莱昂·布里渊发表了一篇具有里程碑意义的论文，驳斥了这样一种观点，即在电路中增加一个二极管和一个单向电门是从布朗运动中获取能量的解决方案
知道了这一点，蒂巴多的团队用两个二极管构建了他们的电路，用于将交流电转换成直流电(DC)
二极管相对，允许电流双向流动，它们在电路中提供单独的路径，产生脉冲DC电流，在负载电阻上做功
学分:阿肯色大学 此外，他们发现他们的设计增加了输出功率
“我们还发现，二极管的开关行为实际上放大了输送的功率，而不是像以前认为的那样降低功率，”蒂巴多说
“二极管提供的电阻变化率为功率增加了一个额外的因素
" 该团队使用了一个相对较新的物理领域来证明二极管增加了电路的功率
“为了证明这种能力的增强，我们从随机热力学的新兴领域中汲取了灵感，并扩展了近百年来著名的奈奎斯特理论，”合著者、物理学副教授帕拉德普·库马尔说
根据库马尔的说法，石墨烯和电路共享一种共生关系
尽管热环境对负载电阻起作用，但石墨烯和电路处于相同的温度，热量不会在两者之间流动
Thibado说，这是一个重要的区别，因为石墨烯和电路之间的温差，在产生能量的电路中，会违背热力学第二定律
“这意味着热力学第二定律没有被违反，也没有必要争论‘麦克斯韦妖’正在分离热电子和冷电子，”提巴多说
该团队还发现，石墨烯相对较慢的运动在低频时会在电路中感应出电流，这从技术角度来看很重要，因为电子器件在较低频率时工作效率更高
“人们可能认为电阻器中流动的电流会使其发热，但布朗电流不会
事实上，如果没有电流流动，电阻器就会冷却下来，”蒂巴多解释说
“我们所做的是改变电路中的电流，并将其转换成有用的东西
" 该团队的下一个目标是确定DC电流是否可以储存在电容器中以备后用，这一目标要求电路小型化，并在硅片或芯片上形成图案
如果数百万个这种微小的电路可以建立在1毫米乘1毫米的芯片上，它们可以作为低功率电池的替代品
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
