真的可行？美物理學家聲稱，已開發出能從石墨烯採集能量的電路

科技新報
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美國阿肯色大學物理學家宣布成功開發一種電路，能捕獲石墨烯熱運動並轉換為電流，由於從石墨烯採集能量的想法一直以來都充滿爭議，這項發現也引起網路廣泛討論。

阿肯色大學團隊的研究刊載於《Physical Review E》期刊。這篇名為「獨立式石墨烯波動誘發的電流」文中，團隊認為證實了物理學家 3 年前提出的理論，即石墨烯以某種方式摺疊彎曲時有機會從中採集能量。

從石墨烯採集能量的想法之所以充滿爭議，主要原因是這違反知名物理學家費曼（Richard Feynman）的主張，原子的熱運動（布朗運動）不會起作用；但 Thibado 團隊發現，在室溫條件下，石墨烯的熱運動實際上確實會在電路感應出交流電（AC）。

1950 年時，物理學家 Léon Brillouin 曾發表知名論文，駁斥「電路添加單向電門就從布朗運動收集能量」的說法，有鑑於此，團隊改用兩個二極體建造電路將 AC 轉換為 DC，結果意外發現這項設計協助放大了傳遞功率，團隊隨後也引用隨機熱力學證明這點。

研究合著者、物理學副教授 Pradeep Kumar 形容，石墨烯與團隊設計的電路間有類似「共生」的關係，儘管熱環境看似能在負載電阻起作用，但溫度相同之下，熱量在石墨烯和電路之間並不流動──這是相當重要的一點，因為這意味著並沒有違反熱力學第二定律，無須爭論馬克士威妖（Maxwell's Demon）的存在。

研究小組也發現，低頻條件下石墨烯相對慢的運動會引發電路電流，這從技術角度來看很重要，因為電子設備在低頻下更能有效發揮作用。

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研究作者、阿肯色大學物理系教授 Paul Thibado 解釋，人們可能認為電阻器裡流動的電流會導致發熱，但布朗運動並不會，而實際上沒有電流流動，電阻器就會冷卻。「我們所做的，是重新路由電路電流並轉換為有用的東西。」

團隊未來目標是確定 DC 是否可儲存在電容器隨後使用，要做到這點，就得想辦法將電路小型化使能在晶片上圖案成形，如果數百萬個同樣的微小電路可建立在 1mm 的晶片上，就可當作低功耗電池的替代品。

（首圖來源：shutterstock）

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