从所有措施来看，不应该存在。 事实上，它确实归结为物理学中的一个巧妙的漏洞，即不可能的 2D 原子片表现得像固体 3D 材料。
新的研究深入研究了石墨烯的涟漪，发现了一种原子尺度的物理现象，可以用来生产几乎无限的清洁能源。
由阿肯色大学研究人员领导的物理学家团队并没有打算发现一种为电子设备供电的全新方法。
他们的目标要简单得多——只是观察石墨烯如何震动。
我们都熟悉一种坚韧的黑色碳基材料，称为石墨，通常与陶瓷材料结合制成铅笔中所谓的“铅”。
我们所看到的铅笔留下的污迹实际上是按“鸡丝”图案排列的碳原子堆叠片。 由于这些片材没有粘合在一起，因此它们很容易相互滑动。
多年来，科学家们想知道是否有可能分离单片石墨，留下二维碳平面“鸡丝”独立存在。
2004年，一对物理学家曼彻斯特大学的研究人员实现了不可能的任务，从一块只有原子厚度的石墨中分离出薄片。
为了存在，2D 材质必须以某种方式作弊，充当 3D 材质，以提供一定程度的稳健性。
事实证明，“漏洞”是原子来回随机抖动，从而使二维石墨烯片具有方便的三维空间。
换句话说，石墨烯之所以成为可能，是因为它根本不是完全平坦的，而是在原子水平上振动，使其键不会自发解开。
为了准确测量这种抖动的水平，物理学家保罗·蒂巴多最近带领一个研究生团队进行了一项简单的研究。
他们将石墨烯片铺在支撑铜网上，并使用扫描隧道显微镜。
虽然他们可以记录石墨烯中原子的摆动，但这些数字并不真正符合任何预期的模型。 他们无法重现从一次试验到下一次试验所收集的数据。
“学生们觉得我们不会学到任何有用的东西，”蒂巴多说，“但我想知道我们是否问得太简单了。”
蒂巴多将实验推向了不同的方向，通过改变他们看待数据的方式来寻找模式。
“我们将每个图像分成子图像，”蒂巴多说。
“观察大范围的平均值隐藏了不同的模式。随着时间的推移，单个图像的每个区域都会产生更有意义的模式。”
研究小组很快发现石墨烯片的弯曲方式与一块弯曲的薄金属从侧面扭曲时来回折断的方式没有什么不同。
小的、随机的波动组合起来形成突然的、戏剧性的变化被称为莱维航班。 虽然它们在复杂的生物和气候系统中被观察到，但这是第一次在原子尺度上观察到它们。
通过测量这些石墨烯波的速率和规模，蒂巴多认为可以将其用作环境温度电源。
只要石墨烯的温度允许原子不舒服地移动，它就会继续产生波纹和弯曲。
将电极放置在屈曲石墨烯部分的两侧，就会产生微小的移动电压。
下面的视频剪辑详细解释了该过程：
根据蒂巴多的计算，一块 10 微米乘 10 微米的石墨烯可以产生 10 微瓦的功率。
这听起来可能并不令人印象深刻，但考虑到你可以在大头针的头上安装 20,000 多个这样的方块，室温下的少量石墨烯就可以无限期地为手表等小型设备提供动力。
更好的是，它可以为不需要笨重电池的生物植入物提供动力。
尽管令人兴奋，但这些应用仍然需要研究。 幸运的是，蒂巴多已经与美国海军研究实验室的科学家合作，看看这个概念是否可行。
对于一个不可能的分子，石墨烯已经成为某种奇妙的材料这彻底颠覆了物理学。
它已经被吹捧为未来指挥家的基石。 也许我们还会看到它为电子设备新领域的未来提供动力。
这项研究发表于物理评论快报。
