Ultratenká elektronika integrovaná v oblečení bude meniť teplo na elektrickú energiu

1

Vedci z Harvardovej univerzity a Raytheon BBN Technology zistili, že nabité častice sa vo vysoko čistom graféne správajú ako kvapalina s relativistickými vlastnosťami. Ich objav by mohol viesť k vzniku zariadení, efektívne prevádzajúcich teplo na elektrickú energiu, ako aj ku grafénovým čipom, ktoré môžu presne modelovať správanie vzdialených vesmírnych objektov, ako sú supernovy a čierne diery.

Grafén je extrémne ľahký a silný, dobrý vodič tepla a elektriny, a hoci je veľmi tuhý, je aj veľmi tvárny. Tento jedinečný súbor vlastností naznačuje, že by mohol nahradiť kremík v elektronike a lítium v ​​batériách, prípadne po zrolovaní do uhlíkových nanotrubíc možno aj pomôcť pri realizácii ambicióznych projektov, ako je budovanie vesmírneho výťahu.

Grafén je vlastne vrstva grafitu s hrúbkou len jedného atómu. Skôr než sa bude dať použiť na zhotovenie konkrétnych produktov, bude treba dôkladne preskúmať a pochopiť jeho vlastnosti a fyzikálne parametre. Štúdium jeho vlastností však nie je jednoduché.

Výskumníci pod vedením profesora Philipa Kima našli spôsob, ako izolovať vysoko čistý grafén, a objavili novú pozoruhodnú vlastnosť tohto unikátneho materiálu. Zistili, že častice nesúce náboj sa v graféne správajú ako kvapalina a namiesto toho, aby sa snažili navzájom vyhnúť, neuveriteľne sa zrážajú – pri izbovej teplote vraj až desať biliónov ráz za sekundu.

Kim a jeho kolegovia izolovali ultračistý grafén medzi ochrannými vrstvami šesťuholníkového nitridu bóru. Potom pozorovali pohyb nabitých častíc v ňom po aplikovaní tepla a elektrického prúdu. Vo väčšine materiálov vystavených elektrickému poľu sa kladne a záporne nabité častice pohybujú opačným smerom. Rozdiel v teplote však spôsobuje, že sa dva typy náboja začnú pohybovať v rovnakom smere. No v oboch prípadoch nabité častice málokedy na seba vzájomne pôsobia.

V prípade vysoko čistého grafénu je to však inak. Dvojrozmerná povaha a voštinová štruktúra materiálu nútia nabité častice putovať po rovnakej ceste, pričom sa zrážajú a vytvárajú silno interagujúcu kvázi-relativisitickú plazmu, známu ako Diracova tekutina. Podľa vedcov ide o prvý modelový systém umožňujúci študovať relativistickú hydrodynamiku v kove.

To by mohlo znamenať, že čipy založené na graféne, čo je sľubný kandidát pre budúcu generáciu ultratenkej elektroniky,  by mohli byť nielen oveľa rýchlejšie, ale mohli by vedcom pomôcť pochopiť zložité kvantové javy, ktoré sa odohrávajú vo vzdialených vesmírnych objektoch.

Pokiaľ ide spotrebiteľské produkty, vysoko čistý grafén by ponúkol možnosť vytvoriť efektívne termoelektrické zariadenia, meniace teplo na elektrickú energiu. Išlo by napríklad o ľahké obvody votkané do oblečenia, ktoré by menili telesné teplo na energiu pre naše smartfóny.

Zdroj: gizmag.com

Redakcia

Všetky autorove články

1 komentár

zima reakcia na: Ultratenká elektronika integrovaná v oblečení bude meniť teplo na elektrickú energiu

3.5.2016 19:05
A namiesto toho aby nás oblečenie zohrievalo nás bude ochladzovať. To je vhodné len pre nízko energeticky náročné zariadenia.

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať