Existencia grafénu je akousi dierou vo fyzike, ktorá vidí 2D častice tohto materiálu správať sa ako pevný 3D materiál. Vedci sa v novom výskume ponorili až na atomárnu úroveň grafénu, kde objavili možnosť ako vytvoriť neobmedzené množstvo energie.

Celý výskum prebiehal pod záštitou Univerzity v Arkansase. Vedci sa primárne nesústredili na vývoj nového, nekonečného zdroja energie pre zariadenia a miesto toho si dali jednoduchší cieľ, a to sledovať správanie a vibrácie atómov grafénu.

Grafén vlastnosťami klame fyziku

Začnime však z iného konca. Každý z nás už videl, ako tuha grafitu v ceruzke postupne zanecháva svoju stopu na papieri. Táto stopa sú v podstate atómy uhlíka naukladané na seba vo vrstvách, ktoré však nie sú spojené pevnou väzbou. Môžu sa tak navzájom posúvať. Vedci z celého sveta už dlhé roky hľadali odpoveď na otázku, či je možné izolovať tieto vrstvy tak, aby z uhlíka nakoniec ostala 2D rovina. To sa podarilo ešte v roku 2004 vedcom z Manchesteru, ktorí oddelili vrstvy grafénu o hrúbke jedného atómu.

Zobraziť celú galériu (2)

researchfrontiers.uark.edu

Nenechaj si ujsť
Grafénový reproduktor by mohol spôsobiť revolúciu v zvukovom priemysle. Uplatnenie má nájsť v ultra-tenkých TV a bezrámikových smartfónoch

Existencia tohto materiálu je v podstate akousi „dierou“ vo fyzike, keďže nie je dokonale plochý. Na atómovej úrovni prebiehali vibrácie, ktoré skôr neumožnili odhaliť jeho väzby. Tím študentov pod vedením fyzika Paula Thibada sa pustili výskumu, v ktorom umiestnili vrstvy grafénu na podpornú medenú mriežku. Pomocou skenovania tunelovým mikroskopom mohli pozorovať „hojdanie“ atómov. Výsledné čísla z výskumu však neboli v súlade so žiadnym z predpokladaných modelov. Po chvíli skepticizmu však svitla nová nádej.

Lety Lévy na atomárnej úrovni

Všetky zozbierané obrázky z testov rozdelili pod veľkým zväčšením na dielče obrázky, čím zistili, že spôsob, akým sa atómy grafénu „hojdajú“ vpred je iný, ako pri pohybe vzad. „Pohľad na obrázky pod veľkou mierkou odhalil rôzne vzory. Každá skúmaná oblasť v priebehu času vytvárala zmysluplnejší vzor.“ – Paulo Thibado, vedúci výskumu. Náhodné „hojdanie“ a výkyvy vzorov vytvárajúce rôzne zmeny sú známe ako lety Lévy, ktoré však doposiaľ boli pozorované len v biológií a klíme. Vedcom sa tak podaril významný objav, keď tento jav odhalili aj na atomárnej úrovni.

Ohromný potenciál grafénu

Vráťme sa však späť k spomínanému nekonečnému zdroju energie. Paulo Thibado predpokladá, že zmeraním rýchlosti tohto vlnenia grafénu je možné využiť ho ako potencionálne neobmedzený zdroj energie. Ten má vzniknúť po pripojení elektród a na ploche 10 x 10 mikrónov by grafén mohol vyprodukovať až 10 mikrowattov energie.

Zobraziť celú galériu (2)

Phys.org

20 000 takýchto štvorcov na hlavičke špendlíka by tak pri izbovej teplote mohlo „donekonečna“ napájať napríklad hodinky. Využitie tohto objavu by však neobišlo ani medicínu, kde si uplatnenie nájde v biologických implatátoch. Výskum tohto nekonečného zdroja energie je však ešte len v začiatkoch, a tak je potrebné možnosti grafénu aj naďalej detailne skúmať. Stane sa raz grafén zdrojom neobmedzenej energie pre naše zariadenia?