امکان تولید الکتریسته پایدار از ارتعاشات گرافن

۲۰۰ سال بعد از رابرت براون که برای اولین بار حرکت براونی ذرات محلول در آب را مورد بررسی قرار داد، فیزیک‌دانان همچنان در حال رمزگشایی از حرکات براونی هستند. مهدی نیک عمل به همراه همکارانش دریافتند که گرافن آزاد مانند ذرات براونی به طور مداوم در حال ارتعاش است. هنگامی که تداخل های متناوب منجر به لرزش و انحنای غشاء می شود، این ارتعاشات اتفاق می‌افتد. شاید از این ارتعاشات که در دمای اتاق اتفاق می‌افتد بتوان برای تولید انرژی مورد نیاز برای نانو ماشین‌ها استفاده کرد.

حرکات عمودی در گرافن معلق در مقیاس اتمی به وسیله ی میکروسکپ الکترونی روبشی توسط این تیم پژوهشی مورد بررسی قرار گرفت. پژوهش‌گران از ابزاری استفاده کردند که می تواند برای ۱۰۰۰۰ ثانیه به طور متناوب از حرکات عکس برداری کند. همان‌طور که برای حرکات براونی انتظار می‌رود، پژوهشگران متوجه شدند که غشاها به صورت تصادفی لرزش می‌کنند و در طول آزمایش بیشترین تغییرات ارتفاع ۱۰ نانومتر اندازه گیری شد. به علاوه در زمان‌هایی انحنای غشاها به سمت درون با سرعت بالاتر و گام‌های طولانی‌تر و جهش‌های بلندتر از لرزش‌های پس زمینه به وقوع پیوست. انرژی جنبشی این جهش‌ها به اندازه‌ی کافی بزرگ است و می‌توان با تبدیل آن به انرژی الکتریکی یک منبع انرژی در ابعاد نانو بدست آورد.

با اینکه پژوهش‌گران، غشاها را به مدت نیم ساعت تا ۴۵ دقیقه بررسی کردند انتظار دارند که این ارتعاشات و جهش‌ها به طور نامحدود ادامه یابد و به این ترتیب انرژی برای نانوماشین‌ها به طور پیوسته تولید شود.

این مقاله در آخرین شماره مجله PHYSICAL REVIEW LETTERS به چاپ رسیده و خبر آن در سایت انجمن فیزیک آمریکا منتشر شده است.