由重力产生的石墨与一滴纯水呈现出新的功能

由重力产生的石墨与一滴纯水呈现出新的功能

一滴水通过石墨烯表面，产生约1伏的电压，不断地输出电流。记者近日在浙江大学信息与电子工程学院副教授林世生的实验室中看到，神奇的材料石墨烯具有一种新的功能——水在石墨烯中的流动。发电量。

准确地说，滴流发电的奇观是由石墨烯及其辅助材料实现的，石墨烯是世界上最薄的材料，只有一个原子厚，大约是头发厚度的50万倍，因此石墨烯器件总是由石墨烯及其辅助材料构成的，过去人们往往更为关注关于石墨烯本身，却忽视了辅助材料也可以起到重要作用。林世生曾与英国曼彻斯特大学诺贝尔奖获得者、石墨烯发现者之一安德烈·海姆合作。石墨烯自2004年发现以来，就吸引了人们对研究的热情，但发展起来了。相关应用器件的NT反应一直很慢，事实上，石墨烯被认为是一种有前途的材料的原因之一是它的强亲和力，通过适当地将石墨烯与其他特定材料结合，我们可以发现这层薄碳原子的无限潜能。

林世生的团队使用压电薄膜作为石墨烯的支撑材料，从水滴中发电。压电薄膜是一种压电材料，它有其特殊的性能：当受到外力变形时，它能产生电荷。日常用品中有压电材料，如打火机和麦克风，它们将微小的变形转化为电活动。压电薄膜也存在于可穿戴设备中，当你移动时记录脉冲跳动。

但是单靠压电薄膜是不能发电的。用金属等其它材料代替石墨烯，不能使水流发电装置与压电薄膜结合在一起。林世生说，石墨烯的两个重要性能在这里起着不可替代的关键作用：非常薄，导电性好。

当一滴水滴落下时，它的重力通过非常薄的石墨烯，引起压电薄膜的变形，产生电荷，然后在石墨烯表面形成一层水分子或离子，然后水滴开始流动，石墨烯表面的带电粒子随之移动，这就导致了电荷的转移。电子在石墨烯中的运动，就像电线中的电子从一个电极流到另一个电极。石墨烯中的电子运动非常快，达到每秒1000公里，约为光速的1%，大大超过了水滴的速度，从而实现了电流和电压的连续输出。

韩国城关大学林世生教授和金相宇教授共同研制了输出电压为1.1伏的石墨烯液滴发电装置。理论上，通过串联这些装置，它们可以用作电池。中国科技大学吴恒安教授作为合作者，支持对石墨烯压电薄膜水滴发电原理进行了理论模拟，得到了很好的数学结果，并在国际著名的功能材料等刊物上发表了这些研究成果。

石墨烯发电取得了很大的进展，以往的研究表明，滴到石墨烯上的盐水溶液可以输出电流，林世生说，这是工作中的钠离子、氯离子等溶液本身，利用纯水的重力，结合石墨烯和压电材料的特性，可以得到很好的解决方案。材料发电是一个新的发现。首次提出了石墨烯与支撑材料之间的动态电荷相互作用，拓宽了人们对纳米材料中水流感应电压的认识，为从水流中获取电能提供了新的思路，这一新发现表明石墨烯可以制备成敏感的生物传感器或未来的能源设备。

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