Il grafene potrebbe fornire illimitata energia pulita col suo movimento interno

L'energia illimitata non esiste. Ok. Ma potrebbe avvicinarsi molto ad essere realtà a certe condizioni e quantità opportune. Dispositivi di piccole dimensione potrebbero essere alimentati senza l'utilizzo delle classiche batterie ricaricabili o pilette, come gli orologi da polso, i pace-maker, gli apperecchi biomedicali, acustici e sensori portatili.  Una fonte di energia microscopica con auto-ricarica potrebbe rendere molti oggetti di uso quotidiano dispositivi di facile uso e mantenimento. Per piccoli dispositivi dunque, non per auto o altro, ma comunque una tecnologia  straordinariamente interessante ancora di più per certi versi. 

I ricercatori della University of Arkansas, guidati dal professor Paul Thibado, hanno trovato una forte evidenza che il movimento interno di materiali 2D potrebbe essere utilizzato come fonte di energia pulita e illimitata. Il team ha riferito di avere mosso i primi passi verso la creazione di un micro dispositivo in grado di trasformare questa energia di movimento in energia elettrica, potenzialmente in grado di una utile ricaduta per molte applicazioni di uso comune. Un brevetto è stato recentemente applicato su questa invenzione, chiamato  Vibration Energy Harvester, or VEH. 

Il team ha studiato i movimenti interni atomi di carbonio di grafene osservando due caratteristiche distinte: un piccolo moto browniano e moti più grandi e coordinati. In questi movimenti più grandi, l'intero corpo viene mosso su e giù  come un unico sottile pezzo di metallo e più volte flesso. Questo modello di piccoli movimenti casuali combinati con grandi movimenti bruschi è noto come Lévy flights. Il fenomeno può essere osservato in una varietà di contesti, come segnali biomedici, dinamica del clima, e altro. Thibado ha affermato di essere il primo ad aver osservato questi flights  che si verificano spontaneamente in un sistema inorganico di scala atomica.

Altri ricercatori hanno teorizzato che la temperatura indotta genera una curvatura a inversione e il grafene potrebbe essere utilizzato come fonte di energia. Il lavoro di Thibado è eccellente grazie alla scoperta che il grafene ha increspature naturali che invertono la loro curvatura quando gli atomi vibrano in risposta alla temperatura ambiente. “Questa è la chiave per utilizzare il movimento di materiali 2D come fonte di energia utile”, ha dichiarato Thibado. A differenza degli atomi in un liquido, che si muovono in direzioni casuali, gli atomi collegati in un foglio di grafene si muovono insieme. Ciò significa che la loro energia può essere sfruttata utilizzando la nanotecnologia esistente.

Tale dispositivo VEH è composto da un sottile foglio di grafene caricato negativamente  sospeso tra due elettrodi metallici. Quando il grafene si flette verso l'alto, induce una carica positiva nell'elettrodo superiore, mentre, quando gira verso il basso, carica quello inferiore, creando così una sorta di corrente alternata.

I fogli di grafene utilizzati nel laboratorio di Thibado hanno una dimensione di una decina di micron, così piccola che più di 20.000 di loro potrebbe stare sulla testa di uno spillo. Ogni Lévy flight di 10 nanometri potrebbe produrre 10 picowatt di potenza. Come risultato, ciascuna di queste micro membrane ha il potenziale per produrre energia sufficiente per alimentare un orologio da polso, senza mai usurarsi e senza essere necessaria una ricarica.

Un video esplicativo.

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Dal sito Graphene Info

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