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Physiker haben gerade ein Schlupfloch in Graphen (ist die Bezeichnung für eine Modifikation des Kohlenstoffs mit zweidimensionaler Struktur) gefunden, das saubere, grenzenlose Energie freisetzen könnte

11. Mai 2020 | Allgemein | Natur | Umwelt | Wissenschaft | Forschung | connectiv.events

 

Nach allen bekannten Regeln sollte Graphen nicht existieren. Die Tatsache, dass es doch existiert, läuft auf ein ordentliches Schlupfloch in der Physik hinaus, die mit einem unvorstellbaren 2D-Schema von Atomen sieht, wie sich ein brauchbares 3D-Material verhält.

Neue Forschungen haben sich mit der Krümmung von Graphen befasst und ein physikalisches Phänomen auf atomarer Ebene entdeckt, das manipuliert werden könnte, um eine praktisch unbegrenzte Quelle sauberer Energie zu gewinnen.

Die Gruppe von Physikern unter der Leitung von Forschern der Universität von Arkansas hat sich nicht vorgenommen, einen radikal neuen Weg zur Leistungselektronik zu entdecken.

IHR ZIEL WAR VIEL BESCHEIDENER – SIE WOLLTEN NUR BEOBACHTEN, WIE GRAPHEN RÜTTELT.

Wir alle kennen Graphit, die kieselige schwarze Substanz auf Kohlenstoffbasis, die oft mit einer keramischen Substanz vermischt wird, um das so genannte „Blei“ in Bleistiften zu erzeugen.

Das, was wir als Spuren sehen, die vom Bleistift zurückbleiben, sind in Wirklichkeit gestapelte Blätter von Kohlenstoffatomen, die in einem Maschendraht-Muster angeordnet sind. Da diese Blätter nicht miteinander verbunden sind, rutschen sie leicht übereinander.

Jahrelang haben Wissenschaftler geglaubt, wenn es möglich gewesen wäre, die einzelnen Graphitplatten zu isolieren könnte man eine zweidimensionale Äther-Ebene aus Kohlenstoff-Verbindungen entstehen lassen.

Im Jahr 2004 gelang einer Gruppe von Physikern an der Universität Manchester das Unmögliche: Sie isolierten Graphit-Scheiben, die ein Atom dick waren.

Um zu existieren, musste das 2D-Material in irgendeiner Weise tricksen und sich wie ein 3D-Material verhalten, um ein gewisses Maß an Stabilität zu bieten.

Es stellte sich heraus, dass das Geheimnis das zufällige Hin- und Herrütteln von Atomen war, das dem 2D-Blatt aus Graphen eine handliche dritte Dimension verlieh.

 

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UM ES ANDERS AUSZUDRÜCKEN: GRAPHEN WAR MÖGLICH, WEIL ES ÜBERHAUPT NICHT PERFEKT FLACH WAR, SONDERN AUF NUKLEARER EBENE SO VIBRIERTE, DASS SICH SEINE EIGENEN BINDUNGEN NICHT SPONTAN AUFLÖSTEN.

Um den Grad des Wackelns korrekt zu messen, hat der Physiker Paul Thibado kürzlich ein Team von Doktoranden in einer sehr einfachen Studie angeleitet.

Sie legten Graphen-Platten über ein ruhig gestelltes Kupfergitter und beobachteten die Veränderungen in der Position der Atome mit einem Rastertunnelmikroskop.

Sie konnten zwar das Auf- und Abbewegen der Atome auf dem Graphen aufzeichnen, aber die Zahlen passten nicht wirklich zu irgendeiner erwarteten Version. Sie konnten die Daten, die sie in mehreren Versuchen sammelten, nicht reproduzieren.

„Die Studenten hatten das Gefühl, dass sie wahrscheinlich nichts Nützliches lernen würden“, erklärt Thibado, „aber ich dachte, daß wir es zu schnell anzweifelten.“

Thibado dirigierte das Experiment in eine andere Richtung und suchte nach einem Muster, indem er die Art und Weise, wie sie die Daten betrachteten, modifizierte.

„Wir haben jedes Bild in Teilbilder aufgeteilt“, sagt Thibado.

„Der Blick auf groß angelegte Durchschnittswerte verbarg die verschiedenen Muster. Jede Region eines Bildes erzeugte, über die Zeit betrachtet, ein zielgerichteteres Muster.

Muster aus kleinen, zufälligen Fluktuationen, die sich zu plötzlichen, dramatischen Verschiebungen verbinden, werden als Lévy-Überschläge bezeichnet. Sie wurden zwar schon in komplexen Klima- und Wissenschaftssystemen beobachtet, aber dies war das erste Mal, dass sie in einem nuklearen Maßstab gesehen wurden.

Während Thibado die Frequenz und die Dimension dieser Graphenwelle maß, dachte er sich, dass es möglich sein könnte, sie als Energiequelle bei Raumtemperatur zu nutzen.

Bringen Sie Elektroden an beiden Seiten von Teilen des gekrümmten Graphens an, und Sie hätten eine minimale Wechselspannung.

Dieser Filmausschnitt unten erklärt das Verfahren im Detail:

 

 

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