Hình ảnh mô tả cách hoạt động của mạch điện pin graphene.

Graphene xứng danh vật liệu của tương lai khi mỗi ngày các nhà nghiên cứu lại tìm thấy thêm các công dụng mới của nó. Đáng chú ý hơn, mỗi công dụng mới này lại có thể giải quyết được một vấn đề hóc búa đối với cuộc sống hiện tại của chúng ta.

Một nhóm các nhà nghiên cứu khoa học tại Đại học Arkansas mới đây đã tuyên bố phát triển thành công một mạch điện có thể thu giữ được chuyển động nhiệt cấp độ nguyên tử của graphene và chuyển nó thành dòng điện.

Các nhà vật lý cho biết, mạch điện thu năng lượng dựa trên graphene này sẽ rất phù hợp khi tích hợp với một con chip để cung cấp nguồn năng lượng sạch, điện thế thấp và đặc biệt sẽ giúp giải quyết vấn đề năng lượng cho các thiết bị nhỏ và cảm biến.

Trước đó, các ý kiến cho rằng, cấu trúc một lớp đơn nguyên tử carbon có thể là cách để thu hoạch năng lượng tiềm năng đã gặp nhiều phản bác. Bởi vì nó bác bỏ một khẳng định của nhà vật lý nổi tiếng Richard Feynman rằng, việc chuyển động nhiệt của nguyên tử là điều không thể thực hiện được. Tuy nhiên, phát hiện mới đây của các nhà nghiên cứu đã cho thấy rằng, chuyển động nhiệt tại nhiệt độ phòng của nguyên tử graphene tạo ra một dòng điện cảm xoay chiều trên mạch điện. Đây là điều trước đó được cho là bất khả thi.

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng thiết kế của họ làm gia tăng lượng điện năng truyền tải. Cách thức bật tắt của mạch điện, hoạt động giống như công tắc trên các diode đã khuếch đại dòng điện, thay vì làm suy giảm nó như các lập luận trước đây.

Dự án này còn cho thấy nhiều phát hiện khác bao gồm chuyển động tương đối chậm của graphene tạo ra dòng điện cảm với tần số thấp – một điều rất quan trọng khi ứng dụng trong các thiết bị điện tử. Các thiết bị này hoạt động hiệu quả hơn ở tần số thấp.

Nhóm các nhà khoa học cho biết trong thời gian tới họ sẽ tập trung nghiên cứu để trả lời cho nghi vấn "liệu dòng điện một chiều do mạch điện này tạo ra có thể được lưu trữ trong một tụ điện hay không?".

Bên cạnh đó, nhóm cũng sẽ nỗ lực để thu nhỏ hơn nữa kích thước mạch điện graphene mới để có thể tích hợp chúng vào trong các con chip silicon. Nếu hàng triệu các mạch điện siêu nhỏ này có thể đặt vừa trong một con chip 1 mm, chúng có thể thay thế pin để trở thành nguồn cung cấp điện cho các con chip này, và xa hơn nữa là các thiết bị điện tử cỡ nhỏ.

Hà My