無線電力新發明：太赫輻射「憑空」發電
2020 年 04 月 05 日訊
無線電力新發明：太赫輻射「憑空」發電
太赫輻射是介於微波波段的終點與紅外線波段的起點之間。（維基百科）
太赫輻射是頻率介於微波和紅外線之間的輻射波。任何有溫度的物體都在發出這種輻射。科學家找到了一種將它們收集起來，轉化為電力的技術。
太赫輻射在人們的日常生活中無處不在，包括 Wi-Fi 設備，甚至人體都在發出太赫輻射。可是以前，它們只是四散在空間中毫無用處的能量，因為沒有技術可以利用它們。
麻省理工學院（ MIT ）的一份新研究，找到了能把這些輻射集中起來發電的技術，所產生的電力水平大約可以為手機、移動電子設備提供電能，更有用的是，可以為人體植入式醫療設備提供電力。
在過去十年裡，科學家嘗試了多種方法希望把周圍環境中「游離」的能量蒐集、轉化為可用的能源。其中多數都是通過整流器，把來自交流電的電磁波轉變為直流電。
多數整流器都是將低頻波，比如無線電波，使用二極管電路產生電場，引導無線電波通過特定設備產生直流電。這些整流器使用的電波達不到太赫茲範圍。
有一些技術實現了太赫輻射與直流電的轉換，可是需要非常低的環境溫度，因而不可行。
這項新技術避開了以往的思路，通過讓材料內部的電子朝同一個方向流動，引導收集而來的太赫波變成直流電。
研究者稱，這項技術對材料的純度要求高，雜質會起到阻擋電子一致性流動的作用。研究人員發現石墨烯是很好的起步材料。
但是由於石墨烯材料自有的「對稱性」，意味著外來的能量將對內部電子產生向各個方向均等的作用力，也就是對稱的作用力。
研究人員查找了大量科研文獻，發現有人通過在石墨烯材料上加一層氮化硼網格結構——類似由兩種原子組成的蜂窩晶格結構，可以打破石墨烯的對稱性：靠近硼原子的電子得到一個方向的作用力，而靠近氮原子的電子得到另一個方向的作用力，其總體效果神奇地使電子都朝一個方向運動。
該研究組還發現，收集的太赫波能量越強，設備轉換電力的效率越高。因此這種設備應考慮設計出儘可能集中周圍太赫輻射的能力。
該研究組將這種設計名為「高頻整流器」，並註冊了專利，正與實驗物理學家合作造出實用的設備。
這份研究 3 月 28 日發表在《科學進展》（ Science Advances ）期刊上。
