这种碳纳米管反应器有朝一日可以为微型机器人提供动力

麻省理工学院的研究人员表示，能够简单地通过在特殊液体中摆动来产生能量的微小碳纳米管有朝一日可能成为微型机器人甚至更小的设备的突破性电源。该方法还可以为电化学提供一种新的、更有效的电力来源，从环境中获取能量来进行化学转化，而不是依赖传统电源。

碳纳米管是微小的中空管，由紧密的碳原子晶格形成。它们在太阳能发电、更有效的计算机芯片、柔性电池等方面取得了进步，但麻省理工学院的团队研究了管子本身的固有电气特性。

研究人员发现，在类似 Teflon 的聚合物中部分涂覆碳纳米管会导致电子流过它的方式不对称：从管子的涂层部分到未涂层部分。实际上，让电子流出需要将纳米管浸入溶剂中，从而去除它们。

“这项技术很有趣，因为你所要做的就是让溶剂流过这些颗粒的床，”麻省理工学院化学工程教授、该项目的负责人迈克尔斯特拉诺解释说。“这使您可以进行电化学，但无需电线。”

当然，我们离小型发电站还有很长的路要走。概念验证涉及研磨碳纳米管，以便将它们形成为单片：其一侧涂有聚合物。然后切出 250 微米 x 250 微米的小块，并浸入有机溶剂中。

“溶剂带走电子，系统试图通过移动电子来平衡，”斯特拉诺解释说。“里面没有复杂的电池化学成分。它只是一个粒子，你把它放入溶剂中，它开始产生电场。”

每个粒子产生大约 0.7 伏的电压，但好处是规模。将数百个粒子组合到一个小试管中，就形成了一个所谓的“填充床”反应器。事实证明，这能够为称为酒精氧化的电化学过程产生足够的能量——将酒精转化为醛或酮——由于外部电力需求，通常不会这样做。

反应器的未来应用可能包括更多这些电化学电源，并可能使用从环境中捕获的二氧化碳来制造最重要的聚合物涂层。Strano 的实验室之前已经展示了碳纳米管线在逐渐加热时如何发电。

研究人员建议，除此之外，微型发电机的想法还有更广泛的潜在应用。微型甚至纳米级机器人是一种可能性，它们运行所在环境的能量足以让它们保持运行。这样，就不需要传统意义上的车载电池。

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