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    纯净水也能让石墨烯发电
    2017-03-27 20:05:37 来源:国际能源咨询网

    当一滴水在石墨烯表面滚动,石墨烯敏锐地“觉察”到了细微的运动,并产生持续的电流。这奇妙的一幕发生在浙江大学信息电子工程学院的实验室。

    浙江大学林时胜课题组阐述了这一现象的奥秘:原来是衬底在石墨烯传感和能源收集方面发挥了关键作用。水滴的重力会让衬底表面产生压电电荷,进而在石墨烯的上表面诱导出一层定向排列的水分子或者离子,它们与石墨烯层一起屏蔽了衬底产生的压电电荷。石墨烯中的电子可以以光速的1/300快速移动,当水滴在石墨烯表面移动时,由于水滴中的离子或水分子的运动速度比石墨烯的电子慢几个数量级,所以水滴对衬底压电电荷的屏蔽效应和石墨烯相比会表现的相对迟缓一些,从而能够引起石墨烯中的一个持续的载流子移动,实现电流和电压输出。

    据介绍,石墨烯是世界上最薄的材料,它又能导电,电子在石墨烯中的运动速度达3000千米/秒,是光速的十分之一。“由于石墨烯很薄,我们必须靠支撑材料来构建石墨烯器件。但在水滴与石墨烯相互作用机制方面,很少有人关注支撑材料也就是衬底对石墨烯与水相互作用的影响。”浙江大学博导、副教授林时胜说,基于对衬底的关注,2016年,课题组构建了一种石墨烯—压电薄膜异质器件,以此来探究衬底在石墨烯水流感应电压产生过程的具体作用。

    该项研究已于近日正式发表在《先进功能材料》上。研究成果对开发新型纳米发电机、石墨烯功能器件,以及推动石墨烯传感器和能源发电的有关研究具有重要意义。


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