از ارتعاش تصادفی پوسته‌های گرافن می‌توان برای تولید برق استفاده کرد.

حدود 200 سال بعد از آن‌که رابرت براون اولین بار حرکت باروح و لرزشی ذرات معلق در آب را مستند کرد، فیزیک‌پیشگان هم‌چنان در حال کشف اسرار حرکت براونی هستند. Paul Thibado از دانشگاه آرکانساس، فیتویل، و هم‌کارانش مشاهده کردند که پوسته‌های گرافن بدون اتم‌های اضافی، به طور پیوسته به سمت بالا و پایین ارتعاش دارند که بسیار شبیه به ذرات براونی است با این تفاوت که وقفه‌های تناوبی در وقت لرزانده شدن موجب می‌شود خمیدگی پوسته در ابعاد کوچک ضربه ریزی پیدا کند. از این ضربه‌های ریز در دمای اتاق می‌توان برای تولید انرژی به عنوان سوخت نانوماشین‌ها استفاده کرد.

این گروه با استفاده از میکروسکوپ روبشی تونلی حرکت عمودی مناطقی از پوسته‌های یک گرافن معلق را در ابعاد اتمی مطالعه کردند. پژوهش‌گران این وسیله را برای تصویربرداری بی‌وقفه از این حرکت به مدت 10000 ثانیه آماده کردند. آن‌ها دریافتند همان‌طور که در حرکت براونی انتظار می‌رود، پوسته‌ها به شکل تصادفی مرتعش می‌شوند، که حداکثر تغییرات ارتفاع در طول کل زمان آزمایش 10 نانومتر است. به علاوه، آن‌ها مشاهده کردند که از زمانی به زمانی دیگر، پوسته‌ها با سرعتی بالا، و با گام‌ها یا پرش‌هایی بلند نسبت به لرزش‌های زمینه تا می‌شود (انحنای آن معکوس می‌شود). انرژی جنبشی پرش‌ها آن‌قدر بزرگ بود که اگر به جریان برق تبدیل شود بتواند همانند منبع انرژی در ابعاد نانو عمل کند. درحالی که پژوهش‌گران پوسته‌ها را تنها برای 30 و 45 دقیقه مشاهده کردند، انتظار داشتند این ارتعاش و حرکت پرشی تا ابد ادامه داشته باشد و نانوماشین‌ها به طور پیوسته کار کنند.

این پژوهش در Physical Review Letters منتشر شده است.

نویسنده: Katherine Wright از ویراستارهای مشترک نشریه Physics است.

منبع: Jiggling Graphene

مرجع: Anomalous Dynamical Behavior of Freestanding Graphene Membranes