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太赫輻射是頻率介于微波和紅外線之間的輻射波。任何有溫度的物體都在發(fā)出這種輻射??茖W家找到了一種將它們收集起來,轉化為電力的技術。
太赫輻射在人們的日常生活中無處不在,包括Wi-Fi設備,甚至人體都在發(fā)出太赫輻射??墒且郧埃鼈冎皇撬纳⒃诳臻g中毫無用處的能量,因為沒有技術可以利用它們。麻省理工學院(MIT)的一份新研究,找到了能把這些輻射集中起來發(fā)電的技術,所產(chǎn)生的電力水平大約可以為手機、移動電子設備提供電能,更有用的是,可以為人體植入式醫(yī)療設備提供電力。
在過去十年里,科學家嘗試了多種方法希望把周圍環(huán)境中“游離”的能量搜集、轉化為可用的能源。其中多數(shù)都是通過整流器,把來自交流電的電磁波轉變?yōu)橹绷麟姟?/p>
多數(shù)整流器都是將低頻波,比如無線電波,使用二極管電路產(chǎn)生電場,引導無線電波通過特定設備產(chǎn)生直流電。這些整流器使用的電波達不到太赫茲范圍。有一些技術實現(xiàn)了太赫輻射與直流電的轉換,可是需要非常低的環(huán)境溫度,因而不可行。這項新技術避開了以往的思路,通過讓材料內(nèi)部的電子朝同一個方向流動,引導收集而來的太赫波變成直流電。
研究者稱,這項技術對材料的純度要求高,雜質會起到阻擋電子一致性流動的作用。研究人員發(fā)現(xiàn)石墨烯是很好的起步材料。
但是由于石墨烯材料自有的“對稱性”,意味著外來的能量將對內(nèi)部電子產(chǎn)生向各個方向均等的作用力,也就是對稱的作用力。研究人員查找了大量科研文獻,發(fā)現(xiàn)有人通過在石墨烯材料上加一層氮化硼網(wǎng)格結構——類似由兩種原子組成的蜂窩晶格結構,可以打破石墨烯的對稱性:靠近硼原子的電子得到一個方向的作用力,而靠近氮原子的電子得到另一個方向的作用力,其總體效果神奇地使電子都朝一個方向運動。
該研究組還發(fā)現(xiàn),收集的太赫波能量越強,設備轉換電力的效率越高。因此這種設備應考慮設計出盡可能集中周圍太赫輻射的能力。該研究組將這種設計名為“高頻整流器”,并注冊了專利,正與實驗物理學家合作造出實用的設備。
(責任編輯:fqj)
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