純凈水也能讓石墨烯發電

　　當一滴水在石墨烯表面滾動，石墨烯敏銳地“覺察”到了細微的運動，并產生持續的電流。這奇妙的一幕發生在浙江大學信息電子工程學院的實驗室。

　　浙江大學林時勝課題組闡述了這一現象的奧秘：原來是襯底在石墨烯傳感和能源收集方面發揮了關鍵作用。水滴的重力會讓襯底表面產生壓電電荷，進而在石墨烯的上表面誘導出一層定向排列的水分子或者離子，它們與石墨烯層一起屏蔽了襯底產生的壓電電荷。石墨烯中的電子可以以光速的1/300快速移動，當水滴在石墨烯表面移動時，由于水滴中的離子或水分子的運動速度比石墨烯的電子慢幾個數量級，所以水滴對襯底壓電電荷的屏蔽效應和石墨烯相比會表現的相對遲緩一些，從而能夠引起石墨烯中的一個持續的載流子移動，實現電流和電壓輸出。

　　據介紹，石墨烯是世界上最薄的材料，它又能導電，電子在石墨烯中的運動速度達3000千米/秒，是光速的十分之一。“由于石墨烯很薄，我們必須靠支撐材料來構建石墨烯器件。但在水滴與石墨烯相互作用機制方面，很少有人關注支撐材料也就是襯底對石墨烯與水相互作用的影響。”浙江大學博導、副教授林時勝說，基于對襯底的關注，2016年，課題組構建了一種石墨烯—壓電薄膜異質器件，以此來探究襯底在石墨烯水流感應電壓產生過程的具體作用。

　　該項研究已于近日正式發表在《先進功能材料》上。研究成果對開發新型納米發電機、石墨烯功能器件，以及推動石墨烯傳感器和能源發電的有關研究具有重要意義。