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El Grafeno Podría Contener una Fuente de Energía "Limpia" Ilimitada

Por:  Dr. Olivier Alirol, científico de Resonance Science Foundation

Los procesos estocásticos son omnipresentes en la naturaleza. También conocidos como procesos aleatorios, pueden adoptar múltiples formas, como un paseo aleatorio o un juego de azar. Sus estudios han desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de la física moderna, empezando por Langevin y el movimiento browniano bien ilustrado por el grano de polen que flota en el agua. Los recientes avances en la precisión y resolución de las mediciones han ampliado el marco del movimiento browniano a escalas espacio-temporales sin precedentes y a una mayor variedad de sistemas, como la difusión atómica en redes ópticas y la difusión de espín en líquidos. Los estudios de estos sistemas están proporcionando información sobre los mecanismos e interacciones responsables de la estocasticidad.

Por ejemplo, las fluctuaciones de las membranas también forman parte del movimiento browniano. Cuando se entienden bien, las fluctuaciones aleatorias de las membranas pueden aprovecharse para la recolección de energía. A partir de un nanorresonador estocástico, podría ser posible cosechar la energía del movimiento continuo de un sistema masivo. La única condición para ello es poder controlar con precisión las fluctuaciones de la membrana, ¡y esto es precisamente lo que ha hecho un equipo de la Universidad de Arkansas!

El equipo de investigadores dirigido por el físico Paul Thibado informó de las mediciones precisas del movimiento de los átomos en el grafeno libre. Mediante el seguimiento de la posición vertical durante un largo periodo de tiempo, consiguieron medir la dinámica espacio-temporal de membranas atómicamente finas. Observaron dinámicas anómalas y distribuciones de equilibrio de cola larga como fenómeno de resonancia estocástica. Al medir el ritmo y la escala de estas ondas de grafeno, Thibado pensó que sería posible aprovecharlas como fuente de energía a temperatura ambiente. Mientras la temperatura del grafeno permitiera a los átomos desplazarse de forma incómoda, seguiría ondulándose y doblándose. Si se colocan electrodos a ambos lados de las secciones de este grafeno que se dobla, se obtiene un pequeño voltaje de cambio.

 

Esquema del montaje experimental en la izquierda. Vista en perspectiva de la membrana y altura del átomo de carbono central en el tiempo de la simulación en la derecha.

Nuestras mediciones descubren un dominio espacial y temporal inexplorado en las fluctuaciones de las membranas con profundas implicaciones tanto para nuestra comprensión fundamental como para las aplicaciones tecnológicas de las membranas. Si se comprenden correctamente, las fluctuaciones aleatorias de las membranas pueden explotarse de forma útil. Por ejemplo, la recolección de energía a partir del movimiento continuo de un sistema masivo es una importante aplicación de los nanorresonadores estocásticos.

– Físico Paul Thibado de la Universidad de Arkansas

 

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