​麻省理工发大招：利用石墨烯结合氮化硼装置实现“真”无线充电

太赫兹(Terahertz，简称THz)波是指频率介于红外和微波之间的电磁波，故对其研究手段由电子学理论逐渐过渡为光子学理论。太赫兹波综合了电子学和光子学的优越性能，具有很多不同于其他电磁波的特殊性质。也正是这些特性，使之成为当前科技界最热闹的前沿领域之一。

当前的商用手机无线充电技术并不成熟，无法给客户端设备充电带来真正的方便。麻省理工（MIT）在3月27日公布了一项研究成果，研究人员通过将石墨烯和氮化硼相结合的整流器，将太赫兹波转化为直流电，从而实现实用的无线充电。

MIT材料实验室的HirokiIsobe利用之前的研究成果，他发现利用高纯二维石墨烯和氮化硼设计的整流器中，石墨烯电子之间的作用力失去平衡（靠近硼的电子感受到一定的作用力，而靠近氮的电子感受到不同的拉力），整体效应就是物理学家所说的“倾斜散射”，即电子云在一个方向上倾斜运动。但是，如果石墨烯中确实存在太多的杂质，它们将成为电子云路径上的障碍物，导致这些云向各个方向散射，而不是像一个云那样移动。研究人员还发现，输入的太赫兹能量越强，一个设备能转换成直流电流的能量就越多。这意味着，任何转换装置也应包括一种在这些波进入装置之前将其集中的方法。

考虑到所有这些，研究人员绘制了太赫兹整流器的蓝图，该整流器由一小块石墨烯组成，石墨烯位于氮化硼层的顶部，被夹在一个天线内，该天线将收集并集中周围太赫兹辐射，将其信号放大到足以将其转换为直流电的程度。

2D材料整流器示意图

“这将非常像一个太阳能电池，被动地收集和转换环境能量，不同之处在于频率范围”，“实现室温下工作，设备将能满足更多应用，例如，为病人体内的植入物无线供电，而不需要手术来更换植入物的电池。这些设备还可以将周围的Wi-Fi信号转换为笔记本电脑和手机等个人电子产品充电。”

论文链接：https://advances.sciencemag.org/content/6/13/eaay2497

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